恭喜中科山海微(杭州)半导体技术有限公司明名获国家专利权
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龙图腾网恭喜中科山海微(杭州)半导体技术有限公司申请的专利一种基于实时迭代补偿的精密位置跟踪控制算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:CN119669629B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-23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:202510180474.7,技术领域涉及:G06F17/16;该发明授权一种基于实时迭代补偿的精密位置跟踪控制算法是由明名;顾刚设计研发完成,并于2025-02-19向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于实时迭代补偿的精密位置跟踪控制算法在说明书摘要公布了:本发明公开一种基于实时迭代补偿的精密位置跟踪控制算法,包括以下步骤:以X‑Y运动平台单轴为研究对象,经参数辨识获得其传递函数;位置跟踪器采用离散的PID比例积分微分反馈控制算法,得到反馈控制输出信号;采用FIR有限脉冲滤波器参数化固定结构控制器进行前馈控制;设计扰动观测器模块,将扰动观测器输出补偿到控制输入,引入低通滤波器;基于卡尔曼滤波器进行实时迭代补偿控制。本发明提出的实时迭代补偿策略引入卡尔曼滤波器,在一定程度上能够抑制系统噪声影响,进而提升系统抗干扰能力和跟踪精度;结合门控递归单元预测结果和模型状态空间方程递归预测结果,通过估计系统状态和噪声协方差,提供更好的噪声处理能力。
本发明授权一种基于实时迭代补偿的精密位置跟踪控制算法在权利要求书中公布了:1.一种基于实时迭代补偿的精密位置跟踪控制算法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、以水平面二维X-Y运动平台单轴为研究对象,进行系统频扫实验或者单位脉冲响应实验,记录控制输入和位置输出,结合MATLAB软件系统辨识箱获得被控对象的传递函数P;步骤2、位置跟踪器采用离散的PID反馈控制算法,得到反馈控制输出信号ufbkTs;步骤3、基于辨识所得的传递函数P,采用FIR参数化固定结构控制器进行前馈控制;步骤4、利用辨识所得的系统逆模型P-1估计系统集总扰动,设计扰动观测器模块,将扰动观测器输出补偿到控制输入,并引入低通滤波器Q;步骤5、结合已有的FIR前馈,设计基于卡尔曼滤波器的实时迭代补偿控制算法共同做前馈控制,利用卡尔曼滤波器结合门控递归单元和递归预测,预测实时运动期间即将出现的跟踪误差,通过迭代计算在线合成的前馈补偿信号,进行实时迭代补偿控制;具体流程包括:步骤51、基于系统模型位置输出的在线预测;步骤52、基于卡尔曼滤波器预测位置的估计预测输出;步骤53、前馈输出实时迭代补偿;所述步骤52中,基于卡尔曼滤波器估计预测输出的具体内容包括:基于门控递归单元的轨迹误差预测:门控递归单元神经网络被用于预测系统k+Np时刻位置ypredk,训练数据集的输入由多个采样点的位置、速度、加速度共同组成,训练集输出是经过零相位低通滤波器后的实际位置输出;基于卡尔曼滤波器的位置输出预测:考虑集总扰动时系统k+Np时刻输出3式,先验估计预测输出为: 式中,为k时刻先验估计状态,为k+Np时刻先验估计预测输出,rk+i为k+i时刻输入向量,fk+i为k+i时刻前馈向量,A为状态矩阵,Br、Bf为输入矩阵,C为输出矩阵,i为预测范围内的采样周期数目,i=0,1,...,Np-1;为状态矩阵的Np次幂;故系统的后验估计预测输出为: 式中,G为卡尔曼增益,为k+Np时刻门控递归单元预测的位置输出,为k+Np时刻后验估计预测输出,为k+Np时刻先验估计预测输出。
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