[發明專利]一種基于加速度傳感器反饋的跟蹤控制裝置及方法

有效

• 申請號: 201710757243.3
• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN107368078B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 邱志成
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 王東東

1.一種基于加速度傳感器反饋的跟蹤控制裝置的控制方法，其特征在于，

裝置包括直線位移傳感器、直線驅動器、加速度傳感器及運動負載，所述直線驅動器的輸出軸連接運動負載，所述加速度傳感器設置在運動負載上，所述直線位移傳感器設置在直線驅動器的正上方，測量直線驅動器的位移；

還包括伺服放大器、電荷放大器、運動控制卡及計算機；

所述加速度傳感器檢測的運動負載的信號經過電荷放大器放大后，經過運動控制卡輸入計算機；直線位移傳感器檢測直線驅動器的位移信號經過運動控制卡輸入計算機；

計算機輸出運動信號經過運動控制卡到伺服放大器，驅動直線驅動器控制運動負載的運動；

所述加速度傳感器采用壓電式電荷加速度計；

包括如下步驟：

第一步規劃運動負載的期望動態運動軌跡，包括期望的位移軌跡、速度軌跡和加速度軌跡，計算機根據規劃的期望動態運動軌跡輸出運動信號，通過運動控制卡，進一步驅動直線驅動器，使運動負載進行運動；

第二步直線位移傳感器檢測直線驅動器的位移信號，經過運動控制卡輸入計算機，然后對位移信號進行一次微分得到速度信息，加速度傳感器檢測運動負載按照預定軌跡進運動后產生的加速度信號，經過電荷放大器后經過運動控制卡，輸入計算機；

第三步將期望的位移軌跡、速度軌跡和加速度軌跡分別與得到的實際運動的位移信號、速度和加速度信號分別進行相減，得到位置環、速度環和加速度環的偏差信號；并將加速度環的偏差信號進行一次積分處理，然后得到控制量或者控制量為將控制量經過運動控制卡D/A轉換后經過伺服放大器控制直線驅動器的跟蹤運動；

其中，K_p和K_v分別為位置環和速度環控制增益，e(t)＝p_d(t)-p(t)和分別為位置環和速度環期望的信號與實際測量信號之間的偏差，p_d(t)和v_d(t)分別為期望的位置和速度信息，p(t)和v(t)分別為位移傳感器測量的位移信號和對該信號的微分；a_d(t)為期望的加速度信息，a(t)為加速度傳感器實際測量的加速度，K_a為速度環反饋控制增益。