[發(fā)明專利]一種船舶廢氣監(jiān)測(cè)激光雷達(dá)的自適應(yīng)魯棒隨動(dòng)控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811637440.2
• 申請(qǐng)日: 2018-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN109633605A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊鈺瀟;陳才;杜曉冬;李澤瑞;呂文君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽優(yōu)思天成智能科技有限公司
• 主分類號(hào): G01S7/481
• 分類號(hào): G01S7/481;G05B13/04
• 代理公司: 合肥匯融專利代理有限公司 34141
• 代理人: 趙宗海

1.一種船舶廢氣監(jiān)測(cè)激光雷達(dá)的自適應(yīng)魯棒隨動(dòng)控制方法，所述船舶廢氣監(jiān)測(cè)激光雷達(dá)包括基座B₀、方位旋轉(zhuǎn)部件B₁和橫滾旋轉(zhuǎn)部件B₂，所述基座B₀、方位旋轉(zhuǎn)部件B₁和橫滾旋轉(zhuǎn)部件B₂依次轉(zhuǎn)動(dòng)連接，其特征在于，所述方法包括步驟：

步驟一、對(duì)所述船舶廢氣監(jiān)測(cè)激光雷達(dá)建立D-H坐標(biāo)系；

步驟二、根據(jù)所述D-H坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)的DH參數(shù)表，對(duì)船舶廢氣監(jiān)測(cè)激光雷達(dá)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，并建立正運(yùn)動(dòng)學(xué)方程；

步驟三、根據(jù)步驟二的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析結(jié)果與所述正運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，建立所述船舶廢氣監(jiān)測(cè)激光雷達(dá)的動(dòng)力學(xué)模型；

步驟四、將所述動(dòng)力學(xué)模型中的周期性外部擾動(dòng)分解為建模部分和未建模部分；

步驟五、對(duì)步驟四中所述建模部分設(shè)計(jì)自適應(yīng)控制算法；

步驟六、對(duì)步驟四中所述未建模部分設(shè)計(jì)魯棒H_∞控制算法；

步驟七、綜合所述自適應(yīng)控制算法和所述魯棒H_∞控制算法，計(jì)算得出自適應(yīng)魯棒隨動(dòng)跟蹤控制律。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船舶廢氣監(jiān)測(cè)激光雷達(dá)的自適應(yīng)魯棒隨動(dòng)控制方法，其特征在于：所述D-H坐標(biāo)系包括3個(gè)連桿坐標(biāo)系，分別對(duì)應(yīng)基座B₀、方位旋轉(zhuǎn)部件B₁和橫滾旋轉(zhuǎn)部件B₂；確定O₀，O₁，O₂分別為3個(gè)連桿坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)，S₀，S₁，S₂分別為B₀，B₁，B₂的質(zhì)心；θ₁，θ₂分別表示各坐標(biāo)系的方位角和橫滾角；τ₁，τ₂分別表示外部施加于B₁，B₂的力矩；其中，O₀O₁的長(zhǎng)度為d₁，O₁O₂的長(zhǎng)度為d₂。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種船舶廢氣監(jiān)測(cè)激光雷達(dá)的自適應(yīng)魯棒隨動(dòng)控制方法，其特征在于：所述正運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為

其中，表示從O₀坐標(biāo)系到O₁坐標(biāo)系的齊次變換矩陣；表示cosθ₁、cosθ₂，表示sinθ₁、sinθ₂，表示O₀坐標(biāo)系到O₁坐標(biāo)系的一步齊次變換矩陣，表示O₁坐標(biāo)系到O₂坐標(biāo)系的一步齊次變換矩陣。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種船舶廢氣監(jiān)測(cè)激光雷達(dá)的自適應(yīng)魯棒隨動(dòng)控制方法，其特征在于，所述動(dòng)力學(xué)模型包括前向遞推公式：

其中，表示B_i的角速度，表示坐標(biāo)系i的z軸方向的單位向量，表示O_i的加速度，表示S_i的加速度，表示向量表示電機(jī)轉(zhuǎn)子的角加速度，k_ri為齒輪減速比，為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的方向的單位向量；

后向遞推公式：

其中，表示連桿i-1對(duì)連桿i施加的作用力，m_i表示B_i的質(zhì)量，表示連桿i-1對(duì)連桿i關(guān)于坐標(biāo)系i-1原點(diǎn)O_i-1的力矩，表示向量表示B_i關(guān)于坐標(biāo)系i的慣性張量矩陣，表示轉(zhuǎn)子繞轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，為在坐標(biāo)系i的z軸上的分量。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種船舶廢氣監(jiān)測(cè)激光雷達(dá)的自適應(yīng)魯棒隨動(dòng)控制方法，其特征在于：所述船舶廢氣監(jiān)測(cè)激光雷達(dá)的預(yù)設(shè)參數(shù)包括m₁＝100，m₂＝46.5，r_0，1＝0.18，r_1，2＝0.4，