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公开(公告)号：CN116774587A
公开(公告)日：2023-09-19
申请号：CN202310815933.5
申请日：2023-07-05
Applicant: 中国科学院光电技术研究所
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于自适应误差观测器的光电跟踪系统控制方法，主要用于提升系统对未知变化输入信号的跟踪能力和系统对未知时变窄带扰动的抑制能力，提高光电跟踪系统的跟踪精度。本发明通过先建立误差观测器结构观测输入与扰动的和信号，再从频域辨识观测信号，最后实时、在线地调整控制器参数，从而减小系统的跟踪误差。本发明可以同时解决系统的跟踪问题和抗扰问题，并且在输入和扰动未知且变化的条件下，对于观测信号进行频域辨识分析，进而自适应地改变控制器参数，提升系统对于运动目标的跟踪能力和对于复杂环境扰动的抑制能力。
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公开(公告)号：CN116545312A
公开(公告)日：2023-08-04
申请号：CN202310067072.7
申请日：2023-02-06
Applicant: 中国科学院光电技术研究所
Abstract: 本发明提供了一种永磁同步电机伺服系统及永磁同步电机扰动优化抑制方法，永磁同步电机伺服系统包括数字控制器(1)、功率驱动器(2)、电流传感器(3)、永磁同步电机(4)和角位置传感器(5)；数字控制器(1)由电流控制器(101)、复合速度控制器(102)、位置控制器(103)和颤震信号发生器(104)组成；复合速度控制器(102)由第一速度控制器(1001)、扩张状态观测器(1002)和迭代学习控制器(1003)组成。本发明不依赖于精确的电机模型即可观测永磁同步电机在快速运行过程中受到的非线性摩擦力矩、齿槽力矩等扰动，将观测出的扰动力矩补偿至闭环系统，同时克服低速情况下死区非线性引起的极限环振荡，增强控制器的低频扰动抑制能力，提高电机跟踪精度。
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公开(公告)号：CN116522055A
公开(公告)日：2023-08-01
申请号：CN202211531483.9
申请日：2022-12-01
Applicant: 中国科学院光电技术研究所
Abstract: 本发明公开了一种基于扩张状态的参数自整定卡尔曼滤波器设计方法，用于降低滤波器对非线性、变轨迹运动目标进行状态估计时的估计误差，增强滤波曲线平滑性，满足更高精度的目标跟踪需求。传统的卡尔曼滤波虽能实现在高斯噪声下的最优估计，但它仅适用于线性的被跟踪目标状态方程，且要求状态方程精确。将它应用于运动目标状态估计领域时，面对通常无法预先建模的甚至具有机动性的被跟踪目标，会无可避免地出现估计误差问题。本发明通过实时估计被跟踪目标的状态方程参数，使滤波器能够应用于非线性甚至变轨迹运动的目标跟踪领域。本发明突破了传统卡尔曼滤波方法的局限，有效提升滤波器的估计精度和滤波曲线平滑性，优化滤波器的估计效果。
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公开(公告)号：CN113848995B
公开(公告)日：2023-06-30
申请号：CN202111181128.9
申请日：2021-10-11
Applicant: 中国科学院光电技术研究所
IPC: G05D3/12
Abstract: 本发明提供一种基于信息融合的运动平台高精度扰动抑制和目标跟踪方法。该方法将陀螺信号和电视脱靶量信号进行融合，精确获取跟踪回路的目标跟踪误差及扰动抑制残差。获取的融合信号df即为前馈信号，通过高带宽的反射镜将融合后的扰动进行校正，提高系统的扰动抑制能力。同时目标跟踪误差信号通过前馈校正，提高系统的目标跟踪能力。本发明充分利用速率陀螺信息以及电视脱靶量信息，避免了陀螺低频漂移和电视高频采样不足的问题。不需要添加额外传感器，不需要建立控制对象等效模型，结构简单，工程容易实现。
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公开(公告)号：CN113093546B
公开(公告)日：2022-11-11
申请号：CN202110362455.8
申请日：2021-04-02
Applicant: 中国科学院光电技术研究所
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供一种用于光电跟踪系统的二阶模糊‑动态高型控制器设计方法，根据系统状态动态切换型别可以避免积分饱和，同时又能保留高型别的优势。模糊控制可以根据输入变化动态改变输出值，将其作为积分器通断的执行器。区间二阶模糊控制器相比一阶模糊控制器有更强的处理不确定性的能力，对于实际物理系统有更好的控制效果。提出一种改进的WTNT降型算法，相比传统NT算法提高了二阶模糊控制器的解模糊精度。利用多种群优化算法对模糊控制器参数进行迭代寻优，在光电跟踪系统实验平台上，对比了传统控制器、一阶模糊控制器与区间二阶模糊控制器的控制效果，证明区间二阶模糊动态高型控制系统具有更快的响应性能、更高的稳态精度以及更强的抑制不确定性能力。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113359415A
公开(公告)日：2021-09-07
申请号：CN202110616291.7
申请日：2021-06-02
Applicant: 中国科学院光电技术研究所
IPC: G05B11/42
Abstract: 本发明公开了一种新型扰动观测补偿控制器，和一种新型扰动观测补偿控制器实现方法。本发明区别于目前扰动观测与补偿技术中广泛采用的，内模扰动观测补偿和状态空间观测器，引入了自抗扰与内模控制技术结合的方法，辅助分析与设计扰动观测补偿控制器。该新型扰动观测补偿控制器包括系统控制器，还包括扩张状态观测器ESO，被控对象闭环建模模块，以及内模控制器。本发明解决了由于被控对象模型不确定造成的扰动观测误差，缓解了扰动观测精度和建模精确度之间的矛盾，极大提高了扰动观测与补偿精度，简化了新型扰动观测补偿控制器的设计步骤。这种控制器扰动观测精度高，扰动补偿效果好，设计步骤简单，便于工程实现。
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公开(公告)号：CN111427386A
公开(公告)日：2020-07-17
申请号：CN202010298233.X
申请日：2020-04-16
Applicant: 中国科学院光电技术研究所
Abstract: 本发明公开了一种结合bang-bang控制与无超调预测控制的光电设备快速调转方法，该方法结合了bang-bang控制在大范围调转速度快的优势以及调转后程使用无超调预测控制，以缩短系统的调转时间并且能使目标捕获与跟踪状态平稳切换。系统接收到引导信号并通过bang-bang控制驱动电机以最大驱动力调转，在接近目标时切换为无超调预测控制快速接近目标并满足目标捕获条件。该方法是从最小时间控制问题上对系统进行优化，充分发挥了bang-bang控制在大范围调转速度快的优势，以及无超调预测控制能时系统在有限时间内快速进入稳态的特点，使得系统位置进入误差带时不产生振荡，使两种控制方法优势互补，在不增加成本的情况下，提升了光电设备全过程调转的快速与稳定性。
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公开(公告)号：CN106227035B
公开(公告)日：2019-04-02
申请号：CN201610801122.X
申请日：2016-09-05
Applicant: 中国科学院光电技术研究所
IPC: G05B13/02
Abstract: 本发明公开一种运动平台小型光电系统高精度跟瞄控制方法。该控制方法利用一个二维转台和一块快速倾斜镜实现高精度跟瞄。该控制方法是利用粗图像探测器信息和陀螺信息同时实现二维转台和快速倾斜镜的控制。具体控制方式为：二维转台由角速率陀螺反馈闭环构成速度回路，由图像探测器脱靶量反馈闭环构成粗跟踪回路；同时，将图像传感器脱靶量和陀螺信号融合，得到二维转台跟踪残差和扰动抑制残差，作为快速倾斜镜的输入，用快速倾斜镜再次校正这两部分误差，获得高精度跟瞄。本发明所述控制方法简化系统组成，快速倾斜镜充分利用粗跟踪图像传感器和陀螺信息，实现高精度的光束控制，具有结构简单、稳定可靠，工程容易实现。
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公开(公告)号：CN106154837B
公开(公告)日：2019-03-12
申请号：CN201610801173.2
申请日：2016-09-05
Applicant: 中国科学院光电技术研究所
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开一种运动平台光电系统高精度视轴稳定控制方法，在跟踪机架方位轴上安装有方位速角率陀螺A，在俯仰轴上安装有俯仰角速率陀螺E，机架采用A、E陀螺反馈闭环实现粗稳定，主要抑制低频扰动；对A、E陀螺信号滤波解耦跟踪信息和扰动信息，得到粗稳定剩余的高频扰动量，利用跟踪快反镜构成精稳定，主要抑制中高频频段扰动；精稳定控制采用前馈控制方法，并对跟踪镜采用位置传感器闭环，将位置闭环整体当作扰动前馈的被控对象，减小因跟踪镜特性变化对扰动前馈的影响。本发明充分利用机架陀螺信息，实现粗稳定加精稳定的复合稳定控制方式，有效的扩展扰动抑制带宽，提高视轴稳定精度，并且结构简单、稳定可靠、工程实现容易。
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公开(公告)号：CN109164700A
公开(公告)日：2019-01-08
申请号：CN201810890005.4
申请日：2018-08-07
Applicant: 中国科学院光电技术研究所
IPC: G05B11/42
Abstract: 本发明公开了一种抑制全频扰动的控制方法。该方法通过将一个带有新型的Q滤波器的附加控制补偿器插入到原有的反馈控制回路中来抑制望远镜系统中存在的扰动。此外，该方法采用了一种新的方式来设计Q滤波器，即从设计灵敏度函数ESF(s)(ESF(s)＝1-Q(s))出发，反推出Q滤波器的形式。本发明可以在系统扰动频率能够获取的情况下，对系统存在的扰动实现最佳地较正，使系统误差得到衰减，在很大程度上提高了系统的扰动抑制能力。本发明是在控制算法上对系统结构进行优化，不需要增加额外的器件，节约了成本。同时，该方法思路新颖，结构简单，仅仅依赖于一个低频模型，易于操作和实现，容易得到推广。
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