【技术实现步骤摘要】
一种基于时间自动机的板球控制方法及系统
本专利技术涉及板球控制
，尤其涉及一种基于时间自动机的板球控制方法及系统。
技术介绍
板球系统本质上是一种非线性的复杂开环不稳定系统，因而可以为实际工程中的非线性问题提供解决方案，提高实际系统可靠性。由于对控制算法验证的直观性及模型理解的简易性，常被用于检验控制算法。针对如何对板球系统实现高效控制，很多学者均做过大量的研究，研究思路主要都是：首先采用基于能量守恒的欧拉-拉格朗日动力学方程对板球系统建立数学模型。然后对系统模型做简化处理，得出板球系统的一般动力学模型、忽略所有摩擦力的简化模型、输入输出解耦模型。最后对系统控制器设计与分析，在Matlab/Simulink环境下搭建仿真模型进行实验分析，通过仿真测试完成系统控制器的设计。目前对板球系统建立的数学模型，是根据板球系统中小球在平板上的运动姿态建立相应的动力学模型。主要反映了板球物理系统连续过程，并没有对板球系统中离散过程和控制逻辑等考虑。建立的数学模型不能非常准确地描述板球系统对象，因此，通过仿真测试完成设计的控制器对板球系统实际控制性能往往达不到仿真结果。专利...
【技术保护点】
1.一种基于时间自动机的板球控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S10、采用拉格朗日动力学方程方法，构建板球物理系统连续过程数学模型；S20、利用时间自动机模态模型，将反映板球物理系统和板球嵌入式控制系统的连续、离散过程以及控制逻辑，运行规则构建数学建模，获得基于时间自动机的板球控制系统混合系统模型；S30、采集小球位置反馈数据，小球位移差分为小球速度；S40、根据在先构建的基于时间自动机的板球控制系统混合系统模型，获得控制量控制舵机运动，从而改变小球的运动状态，以实现平板上小球的定位以及轨迹跟踪。
【技术特征摘要】
1.一种基于时间自动机的板球控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S10、采用拉格朗日动力学方程方法，构建板球物理系统连续过程数学模型；S20、利用时间自动机模态模型，将反映板球物理系统和板球嵌入式控制系统的连续、离散过程以及控制逻辑，运行规则构建数学建模，获得基于时间自动机的板球控制系统混合系统模型；S30、采集小球位置反馈数据，小球位移差分为小球速度；S40、根据在先构建的基于时间自动机的板球控制系统混合系统模型，获得控制量控制舵机运动，从而改变小球的运动状态，以实现平板上小球的定位以及轨迹跟踪。2.根据权利要求1所述的基于时间自动机的板球控制方法，其特征在于，步骤S10所述的采用拉格朗日动力学方程方法，构建板球物理系统连续过程数学模型；依据以下假设改写拉格朗日方程：(1)小球和平板始终保持接触，而没有分离；(2)小球只存在绕平板平衡轴的旋转运动；(3)小球在平板上运动时只有滚动而没有滑动；(4)平板质量均分布对称，并且2个轴的驱动条件相同；(5)舵机的倾角为平板的倾角。3.根据权利要求1所述的基于时间自动机的板球控制方法，其特征在于，步骤S10所述的采用拉格朗日动力学方程方法，构建板球物理系统连续过程数学模型，以获得：x方向舵机的倾角α与小球x方向位置及x方向运行状态的关系；y方向舵机的倾角β与小球y方向位置及y方向运行状态的关系。4.根据权利要求1所述的基于时间自动机的板球控制方法，其特征在于，步骤S30所述的采集小球位置反馈数据，具体为：通过采集电阻式平板传感器数据作为板球的位置反馈。5.根据权利要求3所述的基于时间自动机的板球控制方法，其特征在于，所述的x方向舵机的倾角α与小球x方向位置及x方向运行状态的关系；具体公式如下：其中，α表示平板沿x方向倾角，x表示小球沿x方向位移，表示平板沿x方向倾角的角速度，表示小球沿x方向加速度，m表示小球质量，Ib表示小球转动惯量，...
【专利技术属性】
技术研发人员：林利彬，张东波，秦昊，张昱，凌翔，张振宇，刘智，杨瑞，魏千洲，王晓旭，吴志鹏，
申请(专利权)人：广东省智能制造研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。