买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：中国煤炭科工集团太原研究院有限公司;山西天地煤机装备有限公司;煤炭科学研究总院

摘要：本发明属于锚杆钻车技术领域，具体是一种锚杆钻车铺网单元的控制方法。包括以下步骤：S100：建立铺网单元控制系统，利用机器视觉技术得到当前网片待安装位置的空间坐标；S200：将机械手爪作为被控对象，对铺网单元姿态建立状态空间模型来描述其当前姿态信息；S300：将当前姿态信息通过跟踪微分器转换为系统中所需的微分量并传递给扩张状态观测器；S400：将复杂巷道环境视作系统的外来扰动，作为扩张状态输入控制系统，通过扩张状态观测器得到当前铺网单元在控制系统中的姿态信息和扰动信息；S500：得到控制指令并发送给执行机构；S600：将修正后当前姿态信息反馈到自抗扰控制器，做出下一步的控制指令，直到姿态信息达到期望值。

主权项：1.一种锚杆钻车铺网单元的控制方法，其特征在于：包括以下步骤，S100：以机械手爪作为被控对象，添加扩张状态观测器和控制器，建立铺网单元控制系统，建立铺网单元控制系统，利用机器视觉技术得到当前网片待安装位置的空间坐标，将空间坐标作为铺网单元机械手爪的末端位置输入到铺网单元控制系统中，通过运动学逆解求取得到铺网单元机械手爪达到末端位置时的姿态信息，将其作为系统的期望姿态信息；步骤S100中，期望姿态信息表示为： 式中，采用单位四元数法表示期望姿态，代表空间中欧拉轴的参考方向，表示铺网单元绕轴旋转的角度，其中，，，，表示被控对象的目标角速度，为常数矩阵，为单位矩阵S200：将机械手爪作为被控对象，对铺网单元姿态建立状态空间模型来描述其当前姿态信息；步骤S200建立状态空间模型的具体过程为，设铺网单元机械手爪姿态变换时角速度矢量为，设J为刚体本身的转动惯量矩阵，控制力矩和外界干扰作用在机械手爪上的总力矩为T=u+d=，得到其姿态动力学方程如下：，式中×为操作符，设，定义 得到机械手爪由单位四元数形式表示的姿态模型： ；；；式中，是单位四元数的两个分量，为矢量，为标量，代表空间中欧拉轴的参考方向，表示铺网单元绕轴旋转的角度，是控制力矩和外部扰动力矩，I3是一个3×3的单位矩阵；S300：将当前姿态信息通过跟踪微分器转换为铺网单元控制系统中所需的微分量并传递给扩张状态观测器；扩张状态观测器的表述如下： ， ，式中和是和的初值，表示初始时间，和表示状态空间模型中的被观测量，是观测器的高增益参数，，为常数矩阵，；S400：将复杂巷道环境视作系统的外来扰动，作为扩张状态输入铺网单元控制系统，通过扩张状态观测器得到当前铺网单元在铺网单元控制系统中的姿态信息和扰动信息；S500：将外来扰动和当前姿态信息看作铺网单元控制系统的自抗扰控制器的输入，通过与期望姿态的误差得到控制指令并发送给执行机构，输出控制力矩给到铺网单元，以修正其姿态，使得系统能根据扰动状态实时调整自身姿态，完成自抗扰控制；步骤S500中，自抗扰控制器表达形式如下： 式中，，为控制器的增益系数，表示已知的外部扰动，是一个非奇异的常数矩阵，和为被观测状态；S600：将修正后当前姿态信息反馈到自抗扰控制器，做出下一步的控制指令，直到姿态信息达到期望值。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 山西天地煤机装备有限公司 煤炭科学研究总院 一种锚杆钻车铺网单元的控制方法