中国科学院上海技术物理研究所袁修鹏获国家专利权
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龙图腾网获悉中国科学院上海技术物理研究所申请的专利一种高精度三轴转台控制装置及控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115469687B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-19发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210661875.0,技术领域涉及:G05D3/12;该发明授权一种高精度三轴转台控制装置及控制方法是由袁修鹏;张湧;李范鸣设计研发完成,并于2022-06-13向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种高精度三轴转台控制装置及控制方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种高精度三轴转台控制装置及控制方法,属于三轴转台控制技术领域,解决了现有三轴转台控制方法不适用外界环境扰动较大的场景的问题。高精度三轴转台控制装置包括俯仰控制回路、横滚控制回路及方位控制回路;每一控制回路均包括:前馈控制器:用于处理三轴转台的末端IMU传感器及底座IMU传感器采集的数据,得到当前控制回路的前馈结果;ADRC控制器:用于根据当前控制回路的给定值与前馈结果之间的偏差,得到当前控制回路的轴向角度;轴驱动器:用于根据当前控制回路的轴向角度驱动相应的轴转动至所述轴向角度;俯仰控制回路、横滚控制回路、方位控制回路分别用于调节三轴转台的俯仰轴角度、横滚轴角度及方位轴角度。
本发明授权一种高精度三轴转台控制装置及控制方法在权利要求书中公布了:1.一种高精度三轴转台控制装置,其特征在于,所述装置包括俯仰控制回路、横滚控制回路及方位控制回路;其中,每一控制回路均包括: 前馈控制器:用于处理三轴转台的末端IMU传感器及底座IMU传感器采集的数据,得到当前控制回路的前馈结果; ADRC控制器:用于根据当前控制回路的给定值与前馈结果之间的偏差,得到当前控制回路的轴向角度; 轴驱动器:用于根据当前控制回路的轴向角度驱动相应的轴转动至所述轴向角度; 所述俯仰控制回路用于调节三轴转台的俯仰轴角度,所述横滚控制回路用于调节三轴转台的横滚轴角度,所述方位控制回路用于调节三轴转台的方位轴角度; 所述俯仰控制回路中的前馈控制器为俯仰前馈控制器,用于根据公式1得到俯仰控制回路的俯仰前馈结果βf: βf=arcsin[|sinφsinψ+β-cosφsinθcosψ+β|]1 其中,β、θ分别表示末端IMU传感器的俯仰角、横滚角;ψ、φ分别表示底座IMU传感器的俯仰角、横滚角; 所述俯仰控制回路中的ADRC控制器为俯仰ADRC控制器,用于根据公式2得到俯仰控制回路的俯仰轴向角度qβd: qβd=b1eβ-fhaneβ,r1,h12 其中,eβ=βd+βf-β,βd表示俯仰控制回路的给定值;b1表示俯仰比例系数;fhaneβ,r1,h1表示俯仰控制的跟踪微分器,r1和h1均为俯仰控制参数; 所述横滚控制回路中的前馈控制器为横滚前馈控制器,用于根据公式3得到横滚控制回路的横滚前馈结果αf: αf=arcsin[|sinφcosψ+β+cosφsinθcosψ+β|]3; 所述横滚控制回路中的ADRC控制器为横滚ADRC控制器,用于根据公式4得到横滚控制回路的横滚轴向角度qαd: qαd=b2eα-fhaneα,r2,h24 其中,eα=αd+αf-θ,eα表示横滚控制回路的给定值;b2表示横滚比例系数;fhaneα,r2,h2表示横滚控制的跟踪微分器,r2和h2均为横滚控制参数; 所述方位控制回路中的前馈控制器为方位前馈控制器,用于根据公式5得到方位控制回路的方位前馈结果ωf: ωf=ωψ·sinφ+ωθ·sinα+ωφ·cosθ-ωψ·cosφsinθ·cosα5 其中,ωθ表示末端IMU传感器的横滚角速度,ωψ表示底座IMU传感器的俯仰角速度,ωφ表示底座IMU传感器的横滚角速度; 所述方位控制回路中的ADRC控制器为方位ADRC控制器,用于根据公式6得到方位控制回路的方位轴向角度ωdd: ωdd=b3eω-fhaneω,r3,h36 其中,eω=ωd+ωf-ωθ,ωd表示方位控制回路的给定值;b3表示方位比例系数;fhaneω,r3,h3表示方位控制的跟踪微分器,r3和h3均为方位控制参数。
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