[发明专利]一种悬吊漂浮物随动系统的加速度补偿控制方法及基于模式选择的控制方法

摘要

一种悬吊漂浮物随动系统的加速度补偿控制方法及基于模式选择的控制方法，属于悬吊漂浮物随动系统领域。本发明是为了解决传统方法针对随动平台驱动力设计的控制器无法直接用于电机转速控制模式的问题。本发明所述的一种悬吊漂浮物随动系统的加速度补偿控制方法，首先建立运动学和动力学方程，确定悬吊漂浮物随动系统的电机控制模式，设计控制器和调节参数四步解决了传统方法将驱动力Fx和Fy作为控制项，电机只能采用转矩模型，性能无法得到充分发挥的问题；降低了对电机本身控制模式的要求，从而更好的发挥电机本身性能，提高了悬吊漂浮物随动系统的控制性能。本发明适用于悬吊漂浮物随动系统领域。

主权项

一种悬吊漂浮物随动系统的加速度补偿控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一：设悬吊漂浮物随动系统中目标体水平面上两个相互垂直的方向分别为X和Y，建立悬吊漂浮物随动系统运动学和动力学方程；步骤二：将αx和αy作为与比例系数结合的状态量，将θx和θy作为与微分系数结合的状态量，将∫αx和∫αy作为与积分系数结合的状态量，将和作为与加速度系数结合的状态量；根据运动学和动力学方程获得电机在转速控制模式下基于速度和加速度的控制器：x··=KPx′αx+KDx′θx+KIx′∫αxdt+KAx′θ·xy··=KPy′αy+KDy′θy+KIy′∫αydt+KAy′θ·yx·=∫x··dty·=∫y··dt;]]>其中，K′Px和K′Py分别为转速控制模式下X方向和Y方向的比例控制系数，K′Dx和K′Dy分别为转速控制模式下X方向和Y方向的微分控制系数，K′Ix和K′Iy分别为转速控制模式下X方向和Y方向的积分控制系数，K′Ax和K′Ay分别为转速控制模式下X方向和Y方向的加速度控制系数，为目标体X方向移动的速度，为目标体X方向移动的加速度，为目标体Y方向移动的速度，为目标体Y方向移动的加速度；分别调节电机在转速控制模式下基于速度的控制器中X方向和Y方向的参数，使得系统能够得到控制且随动误差收敛于零，实现加速度补偿控制；步骤一所述的运动学和动力学方程为：其中，m为目标体的质量，l为吊索长度，x为目标体X方向的位移，为目标体X方向移动的速度，为目标体X方向移动的加速度，y为目标体Y方向的位移，为目标体Y方向移动的速度，为目标体Y方向移动的加速度，Mx为目标体X方向的平移质量，My为目标体Y方向的平移质量，Cx为X方向直线导轨的平移阻尼系数，Cy为Y方向直线导轨的平移阻尼系数，αx为X方向增广状态量，即X方向误差量，αy为Y方向增广状态量，即Y方向误差量，Jx为目标体X方向上的驱动力，Jy为目标体Y方向上的驱动力，Fx为随动平台X方向上的驱动力，Fy为随动平台Y方向上的驱动力，θx为X方向误差量的一阶导数，θy为Y方向误差量的一阶导数，为X方向误差量的二阶导数，为Y方向误差量的二阶导数，为吊索摆角X方向上的投影、为吊索摆角Y方向上的投影。