一种基于动量轮与摆式阻尼器的不倒杆的控制方法技术

技术编号:41221818 阅读:25 留言:0更新日期:2024-05-09 23:41
本发明专利技术公开了一种基于动量轮与摆式阻尼器的不倒杆的控制方法,利用拉格朗日分析力学进行对不倒杆装置的力学和动力学分析,得到总的动力学方程;引入动量轮的反馈输出模型,得到基本的力矩输出控制方案,接着为了提升模型的通用性与实用性,引入定子与变子的联合控制方案,获得总体的动量轮力矩装置控制方案模型,根据动量轮力矩装置控制方案模型获取动量轮的输出力矩。本方案在模型的构建中考虑基本运动学控制和环境影响数值,提升控制方案的普适性和便利性,使用动量轮与摆式调节质量阻尼器联合控制杆子的位置和姿态,更加具有科学性与实用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及动量轮、摆式调节质量阻尼器与杆子的相互控制领域,更具体的,涉及一种基于动量轮与摆式阻尼器的不倒杆的控制方法


技术介绍

1、关于杆平衡的研究动力学、振动力学等多个学科的交叉研究。常见的情景是一根杆能够垂直立于地面,其底部似乎是重力与地面反作用力的平衡点。由于外界可能会施加风力、震动或其他扰动,上述因素都可能破坏杆的平衡,为此科学家和工程师们设计了各种机制和装置,利用反馈控制系统来感知和调整杆的状态,以便及时做出补偿。这些装置可以根据外界扰动的大小和方向,通过施加适当的力来保持杆的平衡,使其不受外界干扰而倒下。

2、在工程上对“不倒的杆”的研究也有许多的应用领域,比如在高层建筑的防风设计,火箭的运输过程,卫星的姿态调整,海上风电机组等都可以见到许多与“不倒的杆”类似的研究。现有的动量轮控制杆子方案大多采用传统的pid算法,当面对较大负重或不同结构的杆子模型(比如:卫星,火箭)时,需要重新整定pid参数,通用性较差,再者没有考虑环境因素和物理学本身的模型分析,缺乏模型的理论分析和环境偏差影响,以及没有采用减震和平衡相互协调控制的思想。本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于动量轮与摆式阻尼器的不倒杆的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于动量轮与摆式阻尼器的不倒杆的控制方法,其特征在于,利用目标杆子的陀螺仪记录杆子自由倒的过程中的角度、角速度、角加速度,根据机械能守恒及角动能守恒获取目标杆子的转动惯量及杆子质心到原点的距离。

3.根据权利要求1所述的一种基于动量轮与摆式阻尼器的不倒杆的控制方法,其特征在于,不倒杆的动力学模型由动量轮、杆子与摆式阻尼器组成。

4.根据权利要求3所述的一种基于动量轮与摆式阻尼器的不倒杆的控制方法,其特征在于,获取不倒杆的动力学模型中动量轮、杆子与摆...

【技术特征摘要】

1.一种基于动量轮与摆式阻尼器的不倒杆的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于动量轮与摆式阻尼器的不倒杆的控制方法,其特征在于,利用目标杆子的陀螺仪记录杆子自由倒的过程中的角度、角速度、角加速度,根据机械能守恒及角动能守恒获取目标杆子的转动惯量及杆子质心到原点的距离。

3.根据权利要求1所述的一种基于动量轮与摆式阻尼器的不倒杆的控制方法,其特征在于,不倒杆的动力学模型由动量轮、杆子与摆式阻尼器组成。

4.根据权利要求3所述的一种基于动量轮与摆式阻尼器的不倒杆的控制方法,其特征在于,获取不倒杆的动力学模型中动量轮、杆子与摆式阻尼器的动能及势能,利用总动能减去总势能获取拉格朗日量;

5.根据权利要求4所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员:沈炼才黄运洋周敬林柯金龙谢海兴李浩男庞玮
申请(专利权)人:广东工业大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 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。

1