恭喜山东科技大学李智斌获国家专利权
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龙图腾网恭喜山东科技大学申请的专利基于多变量扩张状态观测器的快速反射镜混合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:CN119472444B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-06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:202510001210.0,技术领域涉及:G05B19/042;该发明授权基于多变量扩张状态观测器的快速反射镜混合控制方法是由李智斌;王人杰;孙崇尚设计研发完成,并于2025-01-02向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于多变量扩张状态观测器的快速反射镜混合控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了基于多变量扩张状态观测器的快速反射镜混合控制方法,涉及精密运动控制技术领域。所述控制方法包括步骤:采用系统辨识的方法获得音圈式快速反射镜系统X、Y轴的传递函数,获得快速反射镜模型;根据已得到的快速反射镜模型设计模型辅助多变量扩张状态观测器;在模型辅助多变量扩张状态观测器基础上设计混合状态反馈控制器。发明将扩张状态观测器与混合控制相结合,将已知的模型信息加入到一个观测器中设计成模型辅助的多变量扩张状态观测器,同时对X、Y双轴进行观测,降低了各通道扰动的估计误差,用于提高扩张状态观测器的解耦能力和鲁棒性能。
本发明授权基于多变量扩张状态观测器的快速反射镜混合控制方法在权利要求书中公布了:1.基于多变量扩张状态观测器的快速反射镜混合控制方法,其特征在于,包括以下步骤:S1采用系统辨识的方法获得音圈式快速反射镜系统X轴与Y轴的传递函数,获得快速反射镜模型;S2根据已得到的快速反射镜模型设计模型辅助多变量扩张状态观测器,并对X轴与Y轴进行观测;S3在模型辅助多变量扩张状态观测器基础上设计混合H2H∞状态反馈控制器;在S1中,采用基于脉冲响应的Hankel矩阵系统辨识方法,辨识得到系统的X轴传递函数Gxs和Y轴的传递函数Gys分别为: 式中,s为拉普拉斯变换域中的复频域变量;由于存在外部扰动,将辨识得到的快速反射镜模型写为: 式中,y1为X轴的实际输出;u1为X轴的实际输入;ω1为X轴受到的扰动;y2为Y轴的实际输出;u2为Y轴的实际输入;ω2为Y轴受到的扰动;bx为X轴真实增益;byx为Y轴对X轴耦合的真实增益;bxy为X轴对Y轴耦合的真实增益;by为Y轴真实增益;f′1为X轴的实际未知的总扰动;f′2为Y轴的实际未知总扰动;f1为X轴包含未知总扰动和已知对象信息的总和,相当于扰动的扩展;f2为Y轴包含未知总扰动和已知对象信息的总和,相当于扰动的扩展;根据辨识得到的快速反射镜模型信息a1、a0已知,其中a1X=62.52、α1Y=61.94,a0X=15550、a0Y=15430;b0已知,其中b0X=203031.582、b0y=203031.582;b1、b2为自整定参数,b1=b2=-30000;在S2中,选取状态变量:x1=y1,x2=y2,x5=f1,x6=f2,则快速反射镜模型的状态空间形式为: MMESO设计为: 写成矩阵形式为: 式中,跟踪两个通道的输出Y;跟踪两个通道的跟踪两个通道的扰动;L=[l1l2L3l4l5l6]T为MMESO的观测器增益矩阵;为求得MMESO的观测器增益矩阵并充分利用已知的模型信息,观测器的增益通过X轴与Y轴来计算;在X轴,由传递函数Gxs得,X轴微分方程的状态空间的形式为: 写为矩阵形式为: 其中,Cx=[100],Ex=[001]T;此时由极点配置的方法得X轴对应的观测器特征方程为:λs=|sI-Ax-LxCx|=s+ω03;式中,I为3×3的单位矩阵;Lx为X轴观测器增益矩阵;ω0为观测器带宽;求解得X轴观测器增益矩阵为: 在Y轴,由传递函数Gys得,Y轴微分方程的状态空间的形式为: 写为矩阵形式为: 其中,Cy=[100],Ey=[001]T;其中,此时由极点配置的方法得Y轴对应的观测器特征方程为:λs=|sI-Ay-LyCy|=s+ω03;式中,I为3×3的单位矩阵;Ly为Y轴观测器增益矩阵;ω0为观测器带宽;求解得Y轴观测器增益矩阵为:
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