北京航空航天大学胡庆雷获国家专利权
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龙图腾网获悉北京航空航天大学申请的专利一种基于跳步逆的精密定位平台数据驱动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:CN118818985B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-19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:202410933342.2,技术领域涉及:G05B13/04;该发明授权一种基于跳步逆的精密定位平台数据驱动控制方法是由胡庆雷;王薪宇;董斐;郑建英;李东禹设计研发完成,并于2024-07-12向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于跳步逆的精密定位平台数据驱动控制方法在说明书摘要公布了:本发明提供一种基于跳步逆的精密定位平台数据驱动控制方法,包括以下步骤:S1,根据精密定位平台的动态特性建立线性参数时变的具有外部输入的自回归模型;S2,基于动态回归扩展与混合方法设计自适应参数估计器;S3,基于自适应参数估计器构建精密定位平台的p步递归模型;S4,根据自回归模型单位圆外零点个数与参数估计值设计基于跳步逆的自适应控制器。本发明主要针对精密定位平台跟踪控制面临的参数实时估计、不稳定逆等问题,能够在参数变化不剧烈的情况下实时估计参数真值,克服不稳定逆导致的控制发散问题,提升精密定位平台的跟踪性能。
本发明授权一种基于跳步逆的精密定位平台数据驱动控制方法在权利要求书中公布了:1.一种基于跳步逆的精密定位平台数据驱动控制方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、根据精密定位平台的动态特性建立线性参数时变的具有外部输入的自回归模型; S2、基于动态回归扩展与混合方法设计自适应参数估计器; S3、基于自适应参数估计器构建精密定位平台的步递归模型; S4、根据自回归模型单位圆外零点个数与参数估计值设计基于跳步逆的自适应控制器; 其中,所述S1包括: 当使用零阶保持器对精密定位平台进行快速采样时,根据精密定位平台的动态特性,建立如下线性参数时变的具有外部输入的自回归模型: , 其中,为精密定位平台时刻的输出位移,为精密定位平台时刻的控制输入,为精密定位平台历史输出相关的模型参数,为精密定位平台的具有外部输入的自回归模型的模型参数,为全体实数构成的集合,为模型的阶数,代表模型中有个零点,模型阶数与零点个数保持不变; 根据精密定位平台的具有外部输入的自回归模型的模型参数得零点方程为,其中为模型零点,当存在单位圆外零点时说明精密定位平台存在不稳定逆,记单位圆外零点的个数为,即不稳定零点个数为; 所述S2包括: 首先,通过系统辨识获得一组模型参数的初始值,其中的初始值表示为,的初始值表示为; 定义时刻具有外部输入的自回归模型中的未知参数向量为,满足: , 上标表示矩阵的转置,上标表示参数当前真实值,则时刻回归向量,满足: , 则精密定位平台具有外部输入的自回归模型基于此表示为; 定义、为中间变量,代表滤波常数,与的迭代算法为: , , 则上述中间变量间的代数关系满足,等式两边同乘的伴随矩阵得: , 其中,,,代表矩阵的行列式; 定义为动态回归扩展与混合方法中时刻对未知参数向量的估计向量,为的第个元素,满足,,其迭代算法满足: , 其中,为一常数增益,为的第个元素; 定义为动态回归扩展与混合方法中时刻对第个元素的估计误差,满足: , 为过程变量; 所述S3包括: 定义状态变量为未来步控制输入、为历史步控制输入、为未来步输出位移、为历史步输出位移,满足: , , , , 其中,步长,为正整数,;根据精密定位平台的具有外部输入的自回归模型得上述状态变量满足: , 其中、、、为系数矩阵,满足: 由于满秩,将状态变量之间的关系表示为: , 其中,、、,由于每步对上述状态变量进行一次更新,满足,,因此定义非负整数,代表从0时刻开始的第个步,满足: , , , , 其中,时与均为0向量,由此得精密定位平台的步递归模型为: ; 所述S4包括: 根据不稳定零点的个数将步递归模型分解为: , 其中,,,满足: , , , 式中,,为根据与重新排列矩阵的行产生的中间变量;,为根据与重新排列矩阵的行产生的中间变量;,,,为先根据与重新排列矩阵的行产生,,再根据与重新排列矩阵与矩阵的列产生的中间变量; 基于参数真值设计的控制器如下: , 其中,为元素对应时刻处的参考轨迹,为的摩尔-彭若斯广义逆; 构建新的状态变量,将控制器代入步递归模型得新的状态变量迭代方程满足: , , 定义表示中间参数矩阵所有特征值中最大的模值,调节满足, 使用自适应参数估计器得到的参数估计替换控制器设计过程中系数矩阵、、、中的常值参数元素,即用替换,替换,分别得到时刻系数矩阵的、、、的估计、、、,并依照原对应关系获得估计、、、、、、、、、,根据上述矩阵估计设计自适应控制器: , 随着自适应参数估计器得到的参数估计收敛至真值,上述自适应控制器将收敛至基于参数真值设计的控制器。
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