(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210679411.2 (22)申请日 2022.06.16 (71)申请人 中国科学院长春光学精密机 械与物 理研究所 地址 130033 吉林省长 春市经济技 术开发 区东南湖大路38 88号 (72)发明人 周大立　王晓东　 (74)专利代理 机构 深圳市科进知识产权代理事 务所(普通 合伙) 44316 专利代理师 孟洁 (51)Int.Cl. H02P 5/46(2006.01) H02K 11/27(2016.01) H02K 11/33(2016.01) G01C 21/18(2006.01)H04N 5/232(2006.01) (54)发明名称 一种航空遥感相机稳定平台控制系统 (57)摘要 本发明涉及航空遥感成像技术领域， 具体涉 及一种航空遥感相机稳定平台控制系统， 为保证 相机成像质量， 需要在载体飞机姿态变化条件下 对相机姿态进行校正， 保证其在惯 性空间的稳定 性。 通过姿态测量单元感知飞机载体的三种姿态 位置变化， 同时通过陀螺感知航向轴电机、 俯仰 轴电机及横滚轴电机的惯性空间角速率； 通过接 口扩展FPGA模块将感知的数据传输至主控制器， 在主控制器内完成闭环控制算法并生成电机驱 动信号， 通过光耦隔离与电机驱动器完成对航向 轴电机、 俯仰轴电机及横滚轴电机的驱动， 进而 完成位置环及速度环的 闭环反馈控制， 实现相机 的惯性空间稳定 。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115065275 A 2022.09.16 CN 115065275 A 1.一种航空遥感相机稳定平台控制系统， 其特 征在于， 包括： 主控制器， 与相机控制器通讯连接， 接收控制指令并进行状态反馈； 接口扩展FP GA模块， 所述接口扩展PFGA模块上连接有编码器、 陀螺及姿态测量单元， 所 述接口扩展PFGA模块从所述编码 器、 陀螺及 姿态测量单元上采集数据并传输至所述主控制 器； 其中， 所述陀螺包括航向轴陀螺、 俯仰轴陀螺、 横滚轴陀螺， 所述编 码器包航横向轴编码 器、 俯仰轴编码器及横滚轴编码器； 电机驱动器， 与所述主控制器连接， 所述主控制器通过所述电机驱动器驱动飞机的 电 机； 其中， 飞机的电机包括航向轴电机、 俯仰轴电机及横滚轴电机， 所述航向轴电机、 俯仰轴 电机及横滚轴电机各自配有一个所述电机驱动器； 霍尔电流传感器， 用于检测绕组电流及电阻分压方式监测母线电压； ADC转换器， 与所述接口扩展FPGA模块及所述霍尔电流传感器连接， 用于将所述霍尔电 流传感器 检测的电流及电压数据经 过所述接口扩展FPGA模块传输给 所述主控制器； 所述主控制器完成闭环控制算法并生成电机驱动信号， 所述主控制器与所述电机驱动 器光耦隔离， 通过光耦隔离与所述电机驱动器实现对各所述航向轴电机、 俯仰轴电机及横 滚轴电机的驱动。 2.根据权利要求1所述的航空遥感相机稳定平台控制系统， 其特征在于， 所述稳定平台 控制系统还 包括： 电源变换单元， 与所述相机控制器连接， 所述相机控制器为所述稳定平台控制系统提 供彼此隔离的功率电源及信号电源； 所述电源变换单元用于将所述信号电源中的数字电源转换为所述稳定平台控制系统 所需的多种数字电源。 3.根据权利要求2所述的航空遥感相机稳定平台控制系统， 其特征在于， 所述主控制器 与所述相机控制器通过RS ‑422接口连接 。 4.根据权利要求3所述的航空遥感相机稳定平台控制系统， 其特征在于， 所述主控制器 包括: 控制指令解析状态反馈模块， 用于接收所述相机控制器的控制指令并其进行状态反 馈； 闭环控制算法模块， 用于完成闭环控制算法， 其中包括完成所述航向轴电机、 俯仰轴电 机及横滚轴电机各自的位置环、 速度环及电流环闭环控制； XINTF接口， 与所述接口扩展FPGA连接， 用于与所述接口扩展FPGA进行 数据传输 。 5.根据权利要求4所述的航空遥感相机稳定平台控制系统， 其特征在于， 所述闭环控制 算法具体包括： 设置0.05ms(1/20kH z)为计数周期； 每次计数周期到则进入中断处理， 在每次中断中均执行电流闭环算法一次， 包括读取 电流数据及校正器 计算， 并更新占空比； 每10次中断执行一次速度闭环算法， 包括读取速度数据及校正器计算比， 更新电流值 给定； 每100次中断执行一次位置闭环算法， 包括读取位置数据及校正器计算， 更新速度值给 定。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115065275 A 26.根据权利要求5所述的航空遥感相机稳定平台控制系统， 其特征在于， 所述电流环的 计算频率均取20KH z， 所述速度环的计算频率均取2KH z， 所述位置环的计算频率均取20 0Hz。 7.根据权利要求6所述的航空遥感相机稳定平台控制系统， 其特征在于， 所述霍尔电流 传感器通过信号调理电路将检测的电流及电压传输 至所述ADC转换器。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115065275 A 3