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专利号: 2018113995088
申请人: 广东工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 手动工具;轻便机动工具;手动器械的手柄;车间设备;机械手
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种单反馈单驱动刚柔耦合平台控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,设置工作平台的反馈,以工作平台的驱动单元为执行器,建立所述工作平台的闭环控制系统;所述的工作平台为刚柔耦合平台,包括安装在机械导轨上的框架以及通过柔性铰链连接于所述框架上的工作平台;

所述的反馈为以工作平台的位移为反馈,或以工作平台的位移和速度为反馈;

步骤2,对工作平台进行运动规划,得到工作平台的位移信息、速度信息和加速度信息;

当所述的反馈为位移时,将工作平台的位移反馈与运动规划的位移信息做差,得到位移差;

当所述的反馈为位移和速度时,除所述位移差之外,还需计算工作平台的速度反馈与运动规划的速度信息做差,以得到速度差;

步骤3,将所述的位移差与控制量一起输入到扩张状态观测器,估计工作平台的位移差、速度差和扰动差,得到位移差的估计值、速度差的估计值、扰动差的估计值;

步骤4,将所述速度差的估计值与所述的位移差输入到工作平台的控制器中,对位移差进行等比例增益放大,再对位移差进行微分环节计算后乘以比例增益,得到工作平台控制器输出的控制量;

或将所述的速度差与位移差输入到工作平台的控制器中,对速度差进行比例增益放大,得到控制器输出的控制量;

步骤5,对所述输出的控制量,以柔性铰链的固有频率为中心频率进行陷波滤波;

步骤6,将所述扰动差的估计值、运动规划的加速度信息补偿到步骤5处理得到的控制量中,得到设计的控制量;

所述的运动规划的加速度信息,是指经过运动规划得到的最大加速度信息,该最大加速度信息通过驱动单元正常运行时能产生的最大驱动力减去最大扰动力再除以工作平台惯量得到。

2.如权利要求1所述的单反馈单驱动刚柔耦合平台控制方法,其特征在于,所述的闭环控制系统包括所述的工作平台、驱动单元,以及工作平台的位移检测单元、速度检测单元和所述的控制器。

3.如权利要求1所述的单反馈单驱动刚柔耦合平台控制方法,其特征在于,所述的扩张状态观测器的设计为:

上式中, m为工作平台的惯量,ey为位移差, 为位移差的估计值, 为速度差的

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估计值, 为扰动差的估计值,u为控制量,β1=3ω,β2=3ω ,β3=ω ,ω为需要调节的参数。