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一種云臺(tái)姿態(tài)控制方法及系統(tǒng)與流程

文檔序號(hào):11916333閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種云臺(tái)姿態(tài)控制方法,其特征在于,包括:

電機(jī)控制板采集電機(jī)的機(jī)械角數(shù)據(jù),并將所述機(jī)械角數(shù)據(jù)發(fā)送給主控板;

主控板根據(jù)姿態(tài)數(shù)據(jù)及所述機(jī)械角數(shù)據(jù)計(jì)算出電流期望,并將所述電流期望發(fā)送至電機(jī)控制板;

電機(jī)控制板根據(jù)所述電流期望進(jìn)行電流閉環(huán)控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種云臺(tái)姿態(tài)控制方法,其特征在于,所述姿態(tài)數(shù)據(jù)包括云臺(tái)姿態(tài)及機(jī)體角速度,通過(guò)慣性測(cè)量單元采集得到所述姿態(tài)數(shù)據(jù),并通過(guò)姿態(tài)航向系統(tǒng)對(duì)所述姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行解算得到所述云臺(tái)姿態(tài)及機(jī)體角速度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種云臺(tái)姿態(tài)控制方法,其特征在于,所述主控板根據(jù)姿態(tài)數(shù)據(jù)及所述機(jī)械角數(shù)據(jù)計(jì)算出電流期望包括:

以轉(zhuǎn)子角速度作為姿態(tài)角度環(huán)的控制量,主控板運(yùn)行姿態(tài)角度環(huán),姿態(tài)角度環(huán)通過(guò)反饋及坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換輸出轉(zhuǎn)子角速度期望;

根據(jù)所述轉(zhuǎn)子角速度期望及所述機(jī)體角速度實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子角速度閉環(huán)控制,并輸出電流期望。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種云臺(tái)姿態(tài)控制方法,其特征在于,根據(jù)所述云臺(tái)姿態(tài)和所述機(jī)械角數(shù)據(jù)解算出無(wú)人機(jī)姿態(tài),由無(wú)人機(jī)姿態(tài)量衡量翻滾程度,當(dāng)所述翻滾程度達(dá)到預(yù)設(shè)的保護(hù)閾值時(shí),進(jìn)入保護(hù)模式。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種云臺(tái)姿態(tài)控制方法,其特征在于,所述電機(jī)控制板通過(guò)電機(jī)角度傳感器采集電機(jī)的機(jī)械角數(shù)據(jù),所述電機(jī)角度傳感器包括磁編碼器和線性霍爾傳感器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種云臺(tái)姿態(tài)控制方法,其特征在于,所述電機(jī)包括橫滾軸電機(jī)、俯仰軸電機(jī)和偏航軸電機(jī),所述電機(jī)控制板包括橫滾軸電機(jī)控制板、俯仰軸電機(jī)控制板和偏航軸電機(jī)控制板。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種云臺(tái)姿態(tài)控制方法,其特征在于,當(dāng)所述偏航軸電機(jī)的偏航機(jī)械角大于45度時(shí),逐步減少所述偏航軸電機(jī)的轉(zhuǎn)子角速度期望,當(dāng)所述偏航機(jī)械角到達(dá)90度時(shí),所述轉(zhuǎn)子角速度期望為零。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種云臺(tái)姿態(tài)控制方法,其特征在于,所述主控板和電機(jī)控制板通過(guò)控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN進(jìn)行通信。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種云臺(tái)姿態(tài)控制方法,其特征在于,所述姿態(tài)航向系統(tǒng)包括陀螺儀和加速度計(jì)。

10.一種云臺(tái)姿態(tài)控制系統(tǒng),其特征在于,包括:電機(jī)控制板和主控板,其中,

所述電機(jī)控制板,用于采集電機(jī)的機(jī)械角數(shù)據(jù),并將所述機(jī)械角數(shù)據(jù)發(fā)送給主控板;

所述主控板,用于根據(jù)姿態(tài)數(shù)據(jù)及所述機(jī)械角數(shù)據(jù)計(jì)算出電流期望,并將所述電流期望發(fā)送至電機(jī)控制板;

所述電機(jī)控制板,還用于根據(jù)所述電流期望進(jìn)行電流閉環(huán)控制。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種云臺(tái)姿態(tài)控制系統(tǒng),其特征在于,所述姿態(tài)數(shù)據(jù)包括云臺(tái)姿態(tài)及機(jī)體角速度,通過(guò)慣性測(cè)量單元采集得到所述姿態(tài)數(shù)據(jù),并通過(guò)姿態(tài)航向系統(tǒng)對(duì)所述姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行解算得到所述云臺(tái)姿態(tài)及機(jī)體角速度。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種云臺(tái)姿態(tài)控制系統(tǒng),其特征在于,所述主控板根據(jù)姿態(tài)數(shù)據(jù)及所述機(jī)械角數(shù)據(jù)計(jì)算出電流期望包括:

以轉(zhuǎn)子角速度作為姿態(tài)角度環(huán)的控制量,主控板運(yùn)行姿態(tài)角度環(huán),姿態(tài)角度環(huán)通過(guò)反饋及坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換輸出轉(zhuǎn)子角速度期望;

根據(jù)所述轉(zhuǎn)子角速度期望及所述機(jī)體角速度實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子角速度閉環(huán)控制,并輸出電流期望。

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種云臺(tái)姿態(tài)控制系統(tǒng),其特征在于,根據(jù)所述云臺(tái)姿態(tài)和所述機(jī)械角數(shù)據(jù)解算出無(wú)人機(jī)姿態(tài),由無(wú)人機(jī)姿態(tài)量衡量翻滾程度,當(dāng)所述翻滾程度達(dá)到預(yù)設(shè)的保護(hù)閾值時(shí),進(jìn)入保護(hù)模式。

14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種云臺(tái)姿態(tài)控制系統(tǒng),其特征在于,所述電機(jī)控制板通過(guò)電機(jī)角度傳感器采集電機(jī)的機(jī)械角數(shù)據(jù),所述電機(jī)角度傳感器包括磁編碼器和線性霍爾傳感器。

15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種云臺(tái)姿態(tài)控制系統(tǒng),其特征在于,所述電機(jī)包括橫滾軸電機(jī)、俯仰軸電機(jī)和偏航軸電機(jī),所述電機(jī)控制板包括橫滾軸電機(jī)控制板、俯仰軸電機(jī)控制板和偏航軸電機(jī)控制板。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的一種云臺(tái)姿態(tài)控制系統(tǒng),其特征在于,當(dāng)所述偏航軸電機(jī)的偏航機(jī)械角大于45度時(shí),逐步減少所述偏航軸電機(jī)的轉(zhuǎn)子角速度期望,當(dāng)所述偏航機(jī)械角到達(dá)90度時(shí),所述轉(zhuǎn)子角速度期望為零。

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