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龙图腾网恭喜四川吉利学院申请的专利基于闭环自适应控制的平衡环机械中值动态校准方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120044804B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-01发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510526489.4，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权基于闭环自适应控制的平衡环机械中值动态校准方法及系统是由兰元帅;牟朝琛;杨森炜;张浩楠设计研发完成，并于2025-04-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于闭环自适应控制的平衡环机械中值动态校准方法及系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于闭环自适应控制的平衡环机械中值动态校准方法及系统，基于动态机械中值自校准机制实时修正机械中值，通过实时监测角速度和角度θ，在系统平衡时自动更新机械中值θmech，无需依赖静态预设参数，突破传统静态校准模式，实现动态环境下的自适应校准；基于滑模控制的非线性平衡算法，采用滑模控制律并结合滑模面设计，实现快速收敛与抗干扰抑制，相比PID控制的线性化局限，滑模控制通过切换项抑制外部干扰。具有动态自校准、抗干扰强、低成本高可靠，快速响应等优点。

本发明授权基于闭环自适应控制的平衡环机械中值动态校准方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种基于闭环自适应控制的平衡环机械中值动态校准方法，其特征在于，所述方法包括： 系统建模，建立平衡动态方程； 实时监测获取角度和角速度； 根据实时角度和角速度计算角度误差和角速度误差； 根据角度误差和角速度误差计算滑模面，根据滑模控制律计算控制输入值； 判断角速度的绝对值是否小于预设校准阈值，若成立，则认为系统接近平衡状态，并根据当前角度更新机械中值，若不成立，则保持当前机械中值不变； 根据控制输入值生成电机扭矩信号并驱动电机调整平衡环的角度； 系统建模，建立平衡动态方程，具体包括： 将平衡车的动态方程简化为一阶旋转系统： 其中，J：转动惯量，假设为常数，单位为kg·m2； ：当前角度，单位为rad； ：角加速度，单位为rads²； u：控制输入值，单位为N·m； dt：外部干扰，单位为N·m； 根据实时角度和角速度计算角度误差和角速度误差，具体包括： 即使用当前角度减去目标角度得到角度误差，并直接将角速度作为角速度误差； 根据角度误差和角速度误差计算滑模面，具体包括： 设计滑模面： 其中，c：滑模增益，决定误差收敛的速度； ：角度误差，单位为rad； ：角速度误差，单位为rads； 当s=0时，系统达到滑模面，此时角度误差将指数衰减，最终趋于零，系统稳定； 根据滑模控制律计算控制输入值，具体包括： 控制输入值u包括连续项和切换项，表达式为： 其中，k：连续控制增益，决定系统的收敛速度； ξ：切换项系数，用于抑制外部干扰dt； ：目标角度的二阶导数，即目标角加速度，如果目标角度是静止的，则=0； J：转动惯量，假设为常数，单位为kg·m2； signs为符号函数，定义如下： 其中，连续项用于提供线性反馈，加速误差收敛； 切换项用于抵抗外部干扰dt，增强鲁棒性； 用于补偿目标角加速度的影响； 判断角速度的绝对值是否小于预设校准阈值，若成立，则认为系统接近平衡状态，并根据当前角度更新机械中值，若不成立，则保持当前机械中值不变，具体包括： 判断是否成立； 若成立，则更新机械中值，令； 若不成立，则跳过更新机械中值； 其中，：校准阈值，用于判断系统是否接近平衡状态，单位为rads； ：机械中值，表示系统的平衡参考点，单位为rad； ：当前角度，单位为rad； ：角速度，单位为rads。

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