哈尔滨工业大学宋法质获国家专利权
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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学申请的专利一种冗余驱动多自由度运动台增益平衡容错控制方法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:CN120161705B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-31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:202510523484.6,技术领域涉及:G05B9/03;该发明授权一种冗余驱动多自由度运动台增益平衡容错控制方法是由宋法质;吴世豪;韦鹏宇;刘杨;谭久彬设计研发完成,并于2025-04-24向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种冗余驱动多自由度运动台增益平衡容错控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种冗余驱动多自由度运动台增益平衡容错控制方法,所述方法针对冗余驱动多自由度运动台任意一个执行器完全失效的情况分别设计了对应的出力解耦矩阵可以在执行器失效时通过增益平衡模块进行切换,将单个执行器完全失效后逻辑轴控制信号ucor重新分配给剩余执行器产生和故障前相同的uact,保证运动台系统P仍能跟踪参考位置信号r,显著提高了冗余驱动多自由度运动台系统的可靠性与容错性。该方法不仅在执行器无故障的情况下起到良好的运动控制效果,达到较高的跟踪精度,而且能够在冗余驱动多自由度运动台单个执行器完全失效的情况下起到良好的容错控制效果,能保证运动台系统的闭环稳定性和跟踪精度。
本发明授权一种冗余驱动多自由度运动台增益平衡容错控制方法在权利要求书中公布了:1.一种冗余驱动多自由度运动台增益平衡容错控制方法,其特征在于所述方法包括如下步骤: 步骤一:基于频域整形技术设计反馈控制器,基于加速度前馈技术设计前馈控制器; 步骤二:通过轨迹生成器生成参考位置信号和参考加速度信号,参考位置信号与实际位置信号作差,得到位置跟踪误差信号,位置跟踪误差信号经过反馈控制器得到反馈控制信号,参考加速度信号经过前馈控制器得到前馈控制信号,反馈控制信号与前馈控制信号相加后得到逻辑轴控制信号; 步骤三:逻辑轴控制信号经过增益平衡模块,通过其中的出力解耦矩阵,转换为执行器控制信号,具体步骤如下: 步骤三一:标称情况下逻辑轴控制信号与执行器控制信号之间的转换关系,即逆解耦关系为: 定义标称情况下的逆解耦矩阵为: 其中,为运动台系统三自由度运动逻辑轴控制信号,为运动台四个执行器的控制信号,为执行器1、执行器2与运动台系统质心坐标系X轴的距离,为执行器1、执行器2与运动台系统质心坐标系Y轴的距离,为执行器3与与运动台系统质心坐标系X轴的距离; 步骤三二:定义执行器4的控制量为: 此时原有逆解耦关系重新写为: 步骤三三:定义: 对求逆,并在矩阵第四行补充执行器4的控制量,得到标称情况下的出力解耦矩阵为: ; 步骤四:执行器控制信号经过电控系统转换为执行器实际出力; 步骤五:执行器实际出力经过运动台系统,得到实际位置信号,形成闭环控制; 步骤六:当某个执行器失效后,实际位置信号和执行器实际出力经过故障检测模块得到故障信息,故障信息经过重构模块得到故障指数; 步骤七:故障指数经过增益平衡模块,在增益平衡模块中根据故障指数切换至对应的出力解耦矩阵,保证逻辑轴控制信号能正确分配给剩余尚未失效的执行器,产生和故障前相同的执行器控制信号,从而保证运动台系统的闭环稳定性与跟踪精度。
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