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专利号: 2018101766124
申请人: 西安工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-08-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种重心不变时间最优调平算法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一,输入初始坐标参数 其中La和Lb为所调节矩形平台的边长,α0和 为平台倾角;

步骤二,进入粗调,计算坐标变换后的各点坐标(x′i,y′i,z′i,1)T和位置误差ei,计算ei=ei-viti得到经过粗调后的新误差ei;

其中vi为各支点调节速度,t为调节位移量,ti为时间序列(1,2,3……,t-1,t),调用draw动态显示;

若max{ei}>E1则重复计算过程,直到max{ei}<E1后进行下一步骤;

其中ei为各支点与重心支撑点在高度方向的误差,E1为粗调环节位置误差阈值;

步骤三,进入精调,改变各点速度系数k,计算ei=ei-kviti得到经过精调后的新误差ei,调用draw动态显示;

若max{ei}>E2则重复计算过程,直到max{ei}<E2时进入下一步骤;

其中E2为精调环节位置误差阈值;

步骤四,结束程序,输出显示子程序:输出动态参数值及图形显示动态参数过程。

2.根据权利要求1所述的一种重心不变时间最优调平算法,其特征在于:四个支点的位置采用齐次坐标表示,以传感器位置为坐标原点O(0,0,0,1),以此原点测定出四个支点的初始坐标:X={X0,X1,X2,X3}T,其中Xi={xi,yi,zi,1},i=0,1,2,3;

利用传感器的测定的两个自由度值 作为变换矩阵;坐标变换矩阵其中α为绕x轴的侧滚角, 为绕y轴的点头角,两个旋转矩阵分别为:带入坐标变换公式 得到变换后的坐标为:

X′={X′0,X′1,X′2,X′3}T,其中X′i={x′i,y′i,z′i,1},i=0,1,2,3;

平台的倾斜程度反映在四个支点的Z值上,即z′i={z′0,z′1,z′2,z′3},z方向的位移变化与调整的时间呈线性关系,所以有:t′i=kz′i={t′0,t′1,t′2,t′3},这里取t′min=min{t′0,t′1,t′2,t′3},规范化时间序列t′i=t′i-t′min={t′0,t′1,t′2,t′3},其中最小值t'min=min{t'0,t'1,t'2,t'3}=0;

采用可升可降的调节方式,对时间序列求取算术平均值:相减后,得到四个支点的最终调节位移量:ti=t′i-m={t0,t1,t2,t3};

如果ti=0,支点i在z方向保持不变;

如果ti>0,启动调降机构,支点i在z方向下降ti个位移量;

如果ti<0,启动调升机构,支点i在z方向上升ti个位移量。

3.根据权利要求2所述的一种重心不变时间最优调平算法,其特征在于:理想状态下,传感器位置的三个转角均为0,但是实际状态下,系统坐标系与理想坐标系有一个常量的初始摇头角γ0,系统坐标系与理想坐标系的转化关系如下:X0·R(γ0)=X;

把上式带入 即可得出工作台发生倾斜后的实际坐标和理想坐标间的对应关系。

4.根据权利要求1所述的一种重心不变时间最优调平算法,其特征在于:令重心支撑点为O(Lgx,Lgy,0),四个支点初始坐标为(0,0)、(La,0)、(La,Lb)、(0,Lb),进行坐标变换:其中,

实际工况下,平台倾角α和 均为小量,忽略高阶项,近似得: sinα=α,则:

设平台各支点在平台坐标系中的坐标为(xi,yi,0)(i=1,2,3,4),重心支撑点O(xg,yg,

0),则它们在水平坐标系中的坐标分别为:

则由上面两式可以计算出各支点与重心支撑点在高度方向的位置误差:将各支点的坐标值代入上式得:

最终的调节时间t由最大位移在容许最大速度vmax下所花的时间确定,于是有:t=max{ei)/vmax;

这样在保证在同时间t内同步调节时,各支点的调节速度分别为:vi=kei/t,其中k为速度系数,当粗调时,k=1,当精调时,0