[發明專利]三自由度球面并聯機構姿態閉環控制方法

無效

• 申請號: 201210062832.7
• 申請日: 2012-03-12
• 公開（公告）號: CN102566466A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 繆金松;謝少榮;徐元玉;郭其明;羅均
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種三自由度球面并聯機構姿態閉環控制方法，控制對象為三自由度球面并聯機構，該機構由上平臺（2）、三組上連桿（3）、三組下連桿（4）、三組伺服電機（5）、三組支架（6）組成下平臺，其特征在于：在所述三自由度球面并聯機構前端安裝一個姿態傳感器（1）實現并聯機構姿態閉環控制；在不斷檢測球面并聯機構上平臺位姿與目標位姿的偏差下，通過下平臺三個伺服電機（5）運動去糾正偏差，直到偏差小于精度要求，閉環控制結束；實現對球面并聯機構上平臺（2）姿態的精準控制，包括球面并聯機構上平臺（2）上安裝姿態傳感器（1）對上平臺（2）姿態的實時測量與反饋，采用上平臺姿態閉環控制算法對上平臺姿態進行閉環控制；

其控制步驟如下：

1）輸入上平臺（2）將要運動的目標姿態???????????????????????????????????????????????；

2）將上平臺（2）目標姿態代入逆解模型得到下平臺三個伺服電機（5）轉角；

3）電機控制器控制三個伺服電機（5）轉動到相應位置；

4）安裝在上平臺（2）的姿態傳感器（1）檢測到實際的姿態；

5）將實際姿態與目標姿態進行比較得到姿態偏差；

6）判斷姿態偏差是否滿足精度指標要求；

7）如果偏差滿足精度要求，閉環控制結束；如果不滿足要求通過姿態偏差補償函數得到偏差補償值；另一方面實際姿態對系統也有一定的補償作用，通過當前姿態補償函數得到當前姿態補償值；最后將目標姿態、偏差補償值和當前姿態補償值相加，得到姿態校正值，重復步驟2到步驟6，將該值代入逆解模型中，重新計算三個伺服電機（5）轉角，伺服電機（5）轉動到補償后位置，直至誤差在允許范圍內。

2.根據權利1所述的三自由度球面并聯機構姿態閉環控制方法，其特征在于：所述偏差補償函數為：

式中，為常數，為一次項系數，為二次項系數；

同樣假設單方向姿態實測值補償函數只由該方向姿態實測值決定，采用二次項方程近似表示兩者關系：

式中，式中：——3個姿態角輸入值；——3個電機轉角輸出值；?——姿態測量值；——姿態偏差；——姿態校正后輸入值；——逆解模型；——姿態偏差值補償函數；——姿態實測值補償函數；

為常數，為一次項系數，為二次項系數；在調試過程中，根據實際控制效果，對式（10）和式（11）中各常數和系數不斷地進行調整，以達到最佳的定位精度，系統采用，，，，，，，，，，，，，，，，，。