中国科学院西安光学精密机械研究所杨汀获国家专利权
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龙图腾网获悉中国科学院西安光学精密机械研究所申请的专利可实现自适应高精度跟踪的二维转台及其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:CN120029036B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-12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:202311564137.5,技术领域涉及:G05B11/42;该发明授权可实现自适应高精度跟踪的二维转台及其控制方法是由杨汀;程夏文;梁雁冰;折文集设计研发完成,并于2023-11-21向国家知识产权局提交的专利申请。
本可实现自适应高精度跟踪的二维转台及其控制方法在说明书摘要公布了:本发明提供一种可实现自适应高精度跟踪的二维转台及其控制方法,涉及光电跟踪二维转台及控制方法,用于解决现有二维转台高精度跟踪系统环境适应性较差、且满足大速度跨度范围内的高精度跟踪的要求的技术问题。本发明通过建立参数辨识模型,在二维转台受温度、方位角、俯仰角等因素影响时,对线绕力矩、摩擦力矩和转动惯量的变化进行参数辨识,通过参数辨识对控制参数进行自动更改,经地面试验验证该方法可以实现大跨度速度范围内的高精度跟踪。
本发明授权可实现自适应高精度跟踪的二维转台及其控制方法在权利要求书中公布了:1.一种可实现自适应高精度跟踪的二维转台,包括转台、与转台输入端连接且通过电流控制的转台电机、与转台角度输出端连接的测角单元、与测角单元连接的位于内环的速度环、位于外环的位置环,以及与转台扰动输出端连接的位于位置环外的扰动环;速度环包括速度控制算法单元;位置环包括位置控制算法单元;所述测角单元用于测量转台的方位角、俯仰角; 其特征在于: 还包括控制参数测试系统,所述控制参数测试系统包括状态观测单元、参数辨识单元、位置自适应控制器、速度自适应控制器; 所述状态观测单元与转台的状态输出端连接,测角单元将测量得到的方位角、俯仰角传输至状态观测单元,状态观测单元输出转台的温度,以及方位角、俯仰角数据,并送入参数辨识单元; 所述参数辨识单元根据状态观测单元输出的温度、方位角和俯仰角,根据建立参数辨识模型计算线绕力矩、摩擦力矩和转动惯量;所述参数辨识模型包括线绕力矩参数辨识模型、摩擦力矩参数辨识模型和转动惯量参数辨识模型; 线绕力矩参数辨识模型建立步骤为: a1转台在同一方位角和同一俯仰角下,测量不同温度下的线绕力矩,生成温度—线绕力矩变化曲线; a2转台在同一方位角和不同俯仰角下,测量不同温度下的线绕力矩,生成俯仰角、温度—线绕力矩变化曲线; a3转台在不同方位角和同一俯仰角下,测量不同温度下的线绕力矩,生成方位角、温度—线绕力矩变化曲线; a4根据步骤a1至a3生成的变化曲线,得到线绕力矩参数辨识模型; 摩擦力矩参数辨识模型建立步骤为: b1在转台方位角和俯仰角均处于极限位置时,测量不同温度下的摩擦力矩,生成极限位置时的温度—摩擦力矩变化曲线; b2在转台方位角和俯仰角均处于中间位置时,测量不同温度下的摩擦力矩,生成中间位置时的温度—摩擦力矩变化曲线; b3根据步骤b1和步骤b2生成的变化曲线,得到摩擦力矩参数辨识模型; 转动惯量参数辨识模型建立步骤为: c1转台在相同方位角下,测量不同俯仰角下的转动惯量,生成俯仰角—转动惯量变化曲线; c2转台在相同俯仰角下,测量不同方位角下的转动惯量,生成方位角—转动惯量变化曲线; c3根据步骤c1和步骤c2生成的变化曲线,得到转动惯量参数辨识模型; 所述参数辨识单元的输出端分别连接位置自适应控制器、速度自适应控制器的输入端; 所述位置自适应控制器根据转台不同温度、方位角、俯仰角下的参数辨识单元输出的线绕力矩、摩擦力矩和转动惯量,计算相应的位置环PID增益参数,并送入位置控制算法单元; 所述速度自适应控制器根据转台不同温度、方位角、俯仰角下的参数辨识单元输出的线绕力矩、摩擦力矩和转动惯量,计算相应的速度环PID增益参数,并送入速度控制算法单元; 所述位置控制算法单元根据方位角误差dA或俯仰角误差dE,以及位置环PID增益参数,建立相应温度、方位角、俯仰角下对应阶段的位置控制算法,并输出方位角速率误差dωA或俯仰角速率误差dωE; 所述速度控制算法单元根据位置控制算法输出的方位角速率误差dωA或俯仰角速率误差dωE,以及速度环PID增益参数,建立相应温度、方位角、俯仰角下对应阶段的速度控制算法; 所述方位角误差dA为转台外部输入的方位角外引导目标角度经扰动修正算法进行修正的目标值与所述测角单元得到的方位角测量值的差值; 所述俯仰角误差dE为转台外部输入的俯仰角外引导目标角度经扰动修正算法进行修正后的目标值与所述测角单元得到的俯仰角测量值的差值。
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