[發明專利]一種船舶廢氣監測激光雷達的自適應魯棒隨動控制方法

在審

• 申請號: 201811637440.2
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109633605A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 楊鈺瀟;陳才;杜曉冬;李澤瑞;呂文君
• 申請（專利權）人: 安徽優思天成智能科技有限公司
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: 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

本發明提供一種船舶廢氣監測激光雷達的自適應魯棒隨動控制方法，包括步驟：對所述船舶廢氣監測激光雷達建立D?H坐標系；對船舶廢氣監測激光雷達進行運動學分析，并建立正運動學方程；根據運動學分析結果與所述正運動學方程，建立所述船舶廢氣監測激光雷達的動力學模型；將所述動力學模型中的周期性外部擾動分解為建模部分和未建模部分；對所述建模部分設計自適應控制算法；對所述未建模部分設計魯棒H_∞控制算法；計算得出自適應魯棒隨動跟蹤控制律。本發明利用傅立葉級數展開，將周期性外部擾動分解為可建模部分與不可建模部分，設計自適應控制算法和魯棒魯棒控制算法，分別抑制可建模的外部擾動與不可建模外部擾動產生的跟蹤誤差，提高了控制效率。

技術領域

本發明涉及大氣污染排放監測技術領域，具體涉及一種船舶廢氣監測激光雷達的自適應魯棒隨動控制方法。

背景技術

當前我國大氣環境形勢嚴峻，污染物排放總量大，以細顆粒物為特征污染物的區域性大氣環境問題日益突出。頻繁發生的灰霾等區域性大氣污染問題，與機動車、工程車輛、船舶等城市移動污染源尾氣的不達標排放密切相關。移動源污染已經成為中國大氣污染問題中最突出、最緊迫的問題之一。融合各種檢測技術，對城市移動污染源排放進行綜合監測是控制移動源污染的直接有效手段。

在船舶等非道路移動污染源的排放監測方面，由于無法安裝光學反射裝置，必須采用被動式掃描觀測系統，即船舶廢氣監測激光雷達，通過向大氣中發射特定波長的激光，采集并分析與大氣介質發生物理作用后的散射光譜，來獲取大氣成分的濃度信息。然而這種監測分析方法測量光程距離長、檢測區域面積小，觀測目標的自動定位非常困難，而且在觀測系統的隨動過程中，微小振動就會帶來極大的檢測誤差。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種船舶廢氣監測激光雷達的自適應魯棒隨動控制方法，能夠使得激光雷達快速、穩定地跟蹤目標，并且抵抗周期性干擾。

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：

一種船舶廢氣監測激光雷達的自適應魯棒隨動控制方法，所述船舶廢氣監測激光雷達包括基座B₀、方位旋轉部件B₁和橫滾旋轉部件B₂，所述基座B₀、方位旋轉部件B₁和橫滾旋轉部件B₂依次轉動連接，所述方法包括步驟：

步驟一、對所述船舶廢氣監測激光雷達建立D-H坐標系；

步驟二、根據所述D-H坐標系對應的DH參數表，對船舶廢氣監測激光雷達進行運動學分析，并建立正運動學方程；

步驟三、根據步驟二的運動學分析結果與所述正運動學方程，建立所述船舶廢氣監測激光雷達的動力學模型；

步驟四、將所述動力學模型中的周期性外部擾動分解為建模部分和未建模部分；

步驟五、對步驟四中所述建模部分設計自適應控制算法；

步驟六、對步驟四中所述未建模部分設計魯棒H_∞控制算法；

步驟七、綜合所述自適應控制算法和所述魯棒H_∞控制算法，計算得出自適應魯棒隨動跟蹤控制律。