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专利号: 2020103952914
申请人: 南京智真电子科技股份有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般车辆
更新日期:2024-10-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于双俯仰轴稳台随动控制方法,其特征在于,步骤如下:

1)通过测角传感器与测速传感器获取双俯仰轴稳台两侧负载的旋转角度信号与旋转角速度信号;

2)利用高精度倾角仪对双俯仰轴稳台两侧进行角度基准校准,并利用最小二乘法进行补偿修正;流程如下:A.将双俯仰轴稳台固定在水平面上;

B.在双俯仰轴稳台两侧的基准面上分别安装倾角传感器;

C.调整双俯仰轴稳台两侧,使得两侧倾角传感器的值相等,此时记录双俯仰轴稳台主随动系统测角传感器的值angle_right[0],再记录双俯仰轴稳台副随动系统测角传感器的值angle_left[0];

D.重复步骤C,N次从而得到两个数组angle_right[N]与angle_left[N],N大于等于10;

E.令拟合直线方程y=angle_left[i]=a*angle_right[i]+b,利用最小二乘法进行解算拟合直线方程,解得系数a、系数b的值;

F.通过上一个步骤解得拟合直线方程为y=a*x+b,其中x为主随动系统旋转角度,y为副随动系统旋转角度,将这个拟合直线方程做为副随动系统的前馈校正;

3)令双俯仰轴稳台的一侧旋转部分为主随动系统,双俯仰轴稳台的另一侧旋转部分为副随动系统,给主随动系统输入一个速度设定值r1(k),主随动系统通过速度闭环反馈来控制其按照输入速度值进行转动,同时将测角传感器的值传递給副随动系统,副随动系统通过位置闭环反馈与速度闭环反馈来控制其与主随动系统同步随动。

2.根据权利要求1所述的基于双俯仰轴稳台随动控制方法,其特征在于:所述步骤1中,测角传感器在安装过程中要求其旋转轴与电机的旋转轴同轴,测角传感器的采样周期小于10ms。

3.根据权利要求1所述的基于双俯仰轴稳台随动控制方法,其特征在于:测速传感器在安装过程中要求其旋转轴与电机的旋转轴平行,测速传感器旋转轴与电机旋转轴同轴,测速传感器的采样周期小于3ms。

4.根据权利要求1所述的基于双俯仰轴稳台随动控制方法,其特征在于:实现所述步骤

3的流程如下:

A.双俯仰轴稳台的输入转速为r1(k),主随动系统的测角传感器测得转速为speed1_senser(k),从而得到主随动系统的转速偏差量e1(k)=r1(k)‑speed1_senser(k);

B.将e1(k)带入PID控制算法

其中

e1(j)表示从0时刻到k时刻任意一个偏差量,j的取值范围从0到k之间,为整数,从而得到控制量u1(k),通过功率放大控制主随动系统转动,重复步骤A‑B,实时计算当前控制量u1(k),通过u1(k)去实时控制主随动系统按输入转速进行转动,同时通过测角传感器测得主随动系统转动角度angle1_senser(k);

C.将主随动系统转动角度angle1_senser(k),作为副随动系统的输入量,设副随动系统的输入量为r2(k),则r2(k)=angle1_senser(k);

D.对副随动系统的输入量r2(k)做一个前馈校准,带入拟合直线方程y=a*x+b,得到输出量r3(k)=r2(k)*a+b;

E.通过测角传感器测得副随动系统转动角度为angle2_senser(k),将其与r3(k)做减法运算,从而得到主随动系统与副随动系统的角度偏差量e3(k)=r3(k)‑angle2_senser(k);

F.将上面计算出来的e3(k)带入PID控制算法

其中

e3(j)表示从0时刻到k时刻任意一个偏差量,j的取值范围从0到k之间,为整数,从而得到控制量u3(k);

G.将上一步中计算出来控制量u3(k)做为副随动系统的速度闭环反馈输入量,设副随动系统速度闭环反馈的输入量为r4(k),即r4(k)=u3(k);

H.通过测速传感器测得副随动系统转速为speed2_senser(k),将其与副随动系统速度闭环反馈的输入量为r4(k)做减法运算,从而得到副随动系统速度闭环反馈的速度偏差量e4(k);

I.将e4(k)带入PID控制算法

其中

e4(j)表示从0时刻到k时刻任意一个偏差量,j的取值范围从0到k之间,为整数,从而得到控制量u4(k),通过功率放大控制副随动系统转动;

J.重复步骤A到I,使得副随动系统不断跟随主随动系统进行高精度的、实时的同步运动;

5.根据权利要求4所述的基于双俯仰轴稳台随动控制方法,其特征在于:所述PID算法中的比例项参数kp,积分项参数ki,微分项参数kd,按照比例,再积分,最后再微分的顺序进行调整,调整的过程中保证系统稳定,不超调。