[發明專利]一種六自由度調整轉臺的控制方法

有效

• 申請號: 201911312366.1
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN110968118B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 畢然;周烽;王輝;王麗萍;金春水
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李宏志

1.一種六自由度調整轉臺的控制方法，應用于六自由度調整轉臺，所述六自由度調整轉臺包括轉臺、音圈電機和電機控制器，其特征在于，所述控制方法包括：

將所述六自由度調整轉臺劃分為機械部分和電氣部分；

對所述機械部分進行諧響應分析，以獲取不同輸入下的N組頻率響應數據，對一組所述頻率響應數據進行系統辨識，建立不同的階數-零點數組合的第一傳遞函數模型的集合，從所述第一傳遞函數模型的集合中選取優選的傳遞函數模型并以其階數作為目標階數、零點數作為目標零點數；

對N組所述頻率響應數據進行系統辨識，建立所述目標階數、所述目標零點數的第二傳遞函數模型的集合，從所述第二傳遞函數模型的集合中選取優選的傳遞函數模型作為機械傳遞函數模型；所述機械傳遞函數模型為含有參數的傳遞函數模型；

設定所述電氣部分的預設階數和預設零點數，對多組預設信號進行系統辨識，建立所述預設階數、所述預設零點數的第三傳遞函數模型的集合，從所述第三傳遞函數模型的集合中選取優選的傳遞函數模型，作為電氣傳遞函數模型；所述電氣傳遞函數模型為含有參數的傳遞函數模型；

依據所述機械傳遞函數模型和所述電氣傳遞函數模型得到整體傳遞函數模型，根據所述整體傳遞函數模型控制得到所述電機控制器的控制參數，并控制所述電機控制器依據所述控制參數控制所述轉臺的工作；

從所述第一傳遞函數模型的集合中選取優選的傳遞函數模型并確定目標階數和目標零點數，包括：

獲取所述第一傳遞函數模型的集合中的各個所述傳遞函數模型的幅頻特性曲線、標準化均方根誤差，并根據二者的相似程度選取優選的傳遞函數模型，其中，所述相似程度大的傳遞函數模型為所述優選的傳遞函數模型；獲取所述優選的傳遞函數模型的階數為所述目標階數，以所述優選的傳遞函數模型的零點數為所述目標零點數；

從所述第二傳遞函數模型的集合中選取優選的傳遞函數模型作為機械傳遞函數模型，包括：

獲取所述第二傳遞函數模型的集合中各個傳遞函數模型的幅頻特性曲線、標準化均方根誤差，并根據二者的相似程度選取優選的傳遞函數模型，其中，所述相似程度大的傳遞函數模型為所述機械傳遞函數模型；

對多組預設信號進行系統辨識，建立所述預設階數、所述預設零點數的第三傳遞函數模型的集合，從所述第三傳遞函數模型的集合中選取優選的傳遞函數模型，作為電氣傳遞函數模型；包括：

以電壓信號和輸出的位移量分別作為預設信號的輸入/輸出量，以所述預設信號作為輸入/輸出數據，使用輔助變量法，建立所述預設階數、所述預設零點數的第三傳遞函數模型的集合；獲取所述第三傳遞函數模型的集合中各個傳遞函數模型的幅頻特性曲線、標準化均方根誤差，并根據二者的相似程度選取優選的傳遞函數模型，其中，所述相似程度大的傳遞函數模型為所述電氣傳遞函數模型。

2.根據權利要求1所述的六自由度調整轉臺的控制方法，其特征在于，獲取不同輸入下的N組頻率響應數據中的不同輸入包括：不同頻率或不同施力的大小。

3.根據權利要求2所述的六自由度調整轉臺的控制方法，其特征在于，對一組所述頻率響應數據進行系統辨識，建立不同的階數-零點數組合的第一傳遞函數模型的集合，包括：

在N組所述頻率響應數據中選擇一組所述頻率響應數據；

利用輔助變量法對選出的所述頻率響應數據進行系統辨識，建立若干個傳遞函數模型，所述傳遞函數模型的階數-零點數的組合不相同，以形成所述第一傳遞函數模型的集合。

4.根據權利要求3所述的六自由度調整轉臺的控制方法，其特征在于，對N組所述頻率響應數據進行系統辨識，建立所述目標階數、所述目標零點數的第二傳遞函數模型的集合，包括：

利用輔助變量法對每一組所述頻率響應數據進行系統辨識；

建立若干個以所述目標階數為階數、以所述目標零點數為零點數的所述傳遞函數模型的第二傳遞函數模型的集合，其中每一個所述傳遞函數模型的階數均為所述目標階數、零點數均為所述目標零點數。

5.根據權利要求1至4任一項所述的六自由度調整轉臺的控制方法，其特征在于，設定所述電氣部分的預設階數和預設零點數，包括：

根據所述電氣部分的類型確定所述電氣部分的傳遞函數模型，獲取所述電氣部分的傳遞函數模型對應的階數作為所述預設階數、對應的零點數作為所述預設零點數。

6.根據權利要求5所述的六自由度調整轉臺的控制方法，其特征在于，根據所述整體傳遞函數模型控制得到所述電機控制器的控制參數，并控制所述電機控制器依據所述控制參數控制所述轉臺的工作，包括：

根據所述整體傳遞函數模型控制所述電機控制器的輸出電流，控制所述電機控制器向所述音圈電機輸出所述輸出電流，以控制所述轉臺的工作。