[發明專利]一種多軸運動平臺的控制方法、裝置、介質及設備

有效

• 申請號: 201910526326.0
• 申請日: 2019-06-18
• 公開（公告）號: CN110209122B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 高健;汪昕楊;鐘永彬;劉亞超;賴文秀;楊智敏;鐘耿君;章桂濤
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G05B19/414
• 分類號: G05B19/414
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 陳麗

1.一種多軸運動平臺的控制方法，其特征在于，包括：

創建目標多軸運動平臺的偏差耦合協同控制結構；

根據自適應算法對超前校正進行調整，得到自基準超前校正補償器，以對所述目標多軸運動平臺進行速度補償；

利用自抗擾控制算法對所述目標多軸運動平臺的未知擾動和未建模部分進行實時估計和補償，得到自抗擾控制器；

將所述自基準超前校正補償器和所述自抗擾控制器添加至所述偏差耦合協同控制結構，以獲取對所述目標多軸運動平臺進行控制的目標控制量。

2.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根據自適應算法對超前校正進行調整，得到自基準超前校正補償器的過程，包括：

基于自適應算法創建目標模型；

其中，目標模型的數學表達式為：

式中，B為基準值，W_d為所述目標多軸運動平臺中各電機的轉速差，a為自適應衰減因子，x₁、x₂和x₃為衰減因子，并且，1＞x₁＞x₂＞x₃＞0；

利用目標模型對所述超前校正進行調整，得到自基準超前校正補償器；

其中，所述自基準超前校正補償器的數學表達式為：

式中，T為超前時間常數，s為拉普拉斯變換因子，a為自適應衰減因子。

3.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述利用自抗擾控制算法對所述目標多軸運動平臺的未知擾動和未建模部分進行實時估計和補償，得到自抗擾控制器的過程，包括：

根據所述自抗擾控制算法創建跟蹤微分器、擴張狀態觀測器和非線性狀態誤差反饋控制律；

利用所述跟蹤微分器、所述擴張狀態觀測器和所述非線性狀態誤差反饋控制律對所述目標多軸運動平臺的擾動因子和未建模部分進行實時估計與補償，得到所述自抗擾控制器。

4.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述目標多軸運動平臺中各個電機的數學簡化模型表達式為：

式中，s為拉普拉斯變換因子，m₀、m和n分別為過程參數。

5.根據權利要求1至4任一項所述的控制方法，其特征在于，所述將所述自基準超前校正補償器和所述自抗擾控制器添加至所述偏差耦合協同控制結構，以獲取對所述目標多軸運動平臺進行控制的目標控制量的過程，包括：

利用所述偏差耦合協同控制結構獲取所述目標多軸運動平臺的運轉速度；

將所述目標多軸運動平臺的運轉速度輸入至所述自基準超前校正補償器，輸出得到所述目標多軸運動平臺的速度補償值；

將目標參考信號、所述速度補償值和所述目標多軸運動平臺的運轉速度輸入至所述自抗擾控制器，輸出得到對所述目標多軸運動平臺進行控制的所述目標控制量。

6.一種多軸運動平臺的控制裝置，其特征在于，包括：

控制結構創建模塊，用于創建目標多軸運動平臺的偏差耦合協同控制結構；

超前校正調整模塊，用于根據自適應算法對超前校正進行調整，得到自基準超前校正補償器；

控制器創建模塊，用于利用自抗擾控制算法對所述目標多軸運動平臺的未知擾動和未建模部分進行實時估計和補償，得到自抗擾控制器；

控制量獲取模塊，用于將所述自基準超前校正補償器和所述自抗擾控制器添加至所述偏差耦合協同控制結構，以獲取對所述目標多軸運動平臺進行控制的目標控制量。

7.根據權利要求6所述的控制裝置，其特征在于，所述控制量獲取模塊包括：

速度獲取單元，用于利用所述偏差耦合協同控制結構獲取所述目標多軸運動平臺的運轉速度；

速度補償單元，用于將所述目標多軸運動平臺的運轉速度輸入至所述自基準超前校正補償器，輸出得到所述目標多軸運動平臺的速度補償值；

控制量獲取單元，用于將目標參考信號、所述速度補償值和所述目標多軸運動平臺的運轉速度輸入至所述自抗擾控制器，輸出得到對所述目標多軸運動平臺進行控制的所述目標控制量。