一种船用高精度控制扰动补偿稳台及补偿控制方法技术

本发明专利技术涉及一种船用高精度控制扰动补偿稳台及补偿控制方法，包括：用于搭载负载的负载平台；用于感知柔性组件对各个方向的压力情况的压电轴承，压电轴承上至少设置有三个方向的压电传感器；用于连接其上的垂直电机、横向电机和纵向电机以实现移动并带动万向节运动的移动平台，用于提前感知扰动的柔性组件；用于读取压电轴承的数据并进行快速并行处理，且控制垂直电机、横向电机和纵向电机进行补偿的处理器。本发明专利技术由于柔性杆的设计对扰动进行了迟滞分时处理，通过处理器可以在柔性杆争取到的迟滞时间内将扰动消除，而现有技术都为后补偿，只能尽量小的、尽量快的减小扰动干扰，而不是消除干扰。是消除干扰。是消除干扰。

【技术实现步骤摘要】
一种船用高精度控制扰动补偿稳台及补偿控制方法


[0001]本专利技术涉及船载稳台相关
，尤其涉及一种船用高精度控制扰动补偿稳台及补偿控制方法。

技术介绍

[0002]船载稳台是船载精密仪器中非常重要的核心设备。用以补偿航行过程中的横摇纵摇和垂向移动。目前主要采用姿态传感器被动补偿的方式进行稳台控制。用此种方法操作简单，但也存在如下问题：1)普通姿态传感器采样速率不高，且协议需要解析，补偿延时效果明显，动作明显迟滞，精度不高。2)高精度惯导体积巨大，价格十分高昂，成本甚至超过需要稳定的精密仪器本身，实用性不高，只能应用于军工等特殊装备场景。
[0003]有鉴于上述的缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期创设一种船用高精度控制扰动补偿稳台及补偿控制方法，使其更具有产业上的利用价值。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种船用高精度控制扰动补偿稳台及补偿控制方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术目的之一：
[0007]一种船用高精度控制扰动补偿稳台，包括：
[0008]用于搭载负载的负载平台；
[0009]用于感知柔性组件对各个方向的压力情况的压电轴承，压电轴承上至少设置有三个方向的压电传感器；
[0010]用于固定压电轴承的外圈，且防止其移位造成柔性组件倾斜的支撑杆；
[0011]用于连接其上的垂直电机、横向电机和纵向电机以实现移动并带动万向节运动的移动平台，
[0012]用于提前感知扰动的柔性组件；
[0013]用于读取压电轴承的数据并进行快速并行处理，且控制垂直电机、横向电机和纵向电机进行补偿的处理器；
[0014]其中，垂直电机、横向电机和纵向电机分别位于三轴坐标上的三个方向；
[0015]负载平台由柔性组件支撑，柔性组件由压电轴承和万向节固定，压电轴承由多根支撑杆固定，万向节固定在可自由滑动的移动平台上，移动平台与垂直电机、横向电机和纵向电机相连并可实现三轴方向上的运动，处理器通过电子线路连接至压电轴承、垂直电机、横向电机和纵向电机上并实现数据读取和控制输出。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，柔性组件为非线性韧度组件，且柔性组件的上半部分韧性大于下半部分。
[0017]作为本专利技术的进一步改进，柔性组件为柔性杆或者K值非线性弹簧。
[0018]作为本专利技术的进一步改进，处理器为FPGA芯片或者DSP芯片或者CPU。
[0019]本专利技术目的之二：
[0020]一种船用高精度控制扰动补偿稳台的补偿控制方法，依次包括以下步骤：
[0021]步骤S1、在环境出现抖动、震动、横摇的姿态干扰下，通过柔性组件对干扰进行时域迟滞传动，防止其无延时造成负载平台同步移动；
[0022]步骤S2、压电轴承感知柔性组件的扰动方向，并产生电压反馈给处理器；
[0023]步骤S3、处理器获取反馈电压后并行计算将纠正值输出给垂直电机、横向电机和纵向电机；
[0024]步骤S4、垂直电机、横向电机和纵向电机在得到处理器的指令以后迅速动作，带动移动平台补偿回位。
[0025]作为本专利技术的进一步改进，压电轴承应至少可感知三轴方向上的力。
[0026]作为本专利技术的进一步改进，垂直电机、横向电机和纵向电机分别位于三轴坐标上的三个方向。
[0027]借由上述方案，本专利技术至少具有以下优点：
[0028]1、由于柔性杆的设计对扰动进行了迟滞分时处理，通过处理器可以在柔性杆争取到的迟滞时间内将扰动消除，而现有技术都为后补偿，只能尽量小的、尽量快的减小扰动干扰，而不是消除干扰。
[0029]2、在外界没有干扰的情况下，三块压电传感器处于静态状态，系统不启动预补偿；在外界出现干扰时，处理器迅速分析三块压电传感器的数据，在平台被干扰前迅速补偿，保持平台稳定。
[0030]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0032]图1是本专利技术一种船用高精度控制扰动补偿稳台的结构示意图。
[0033]其中，图中各附图标记的含义如下。
[0034]1 负载平台
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2 压电轴承
[0035]3 支撑杆
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4 移动平台
[0036]5 处理器
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6 垂直电机
[0037]7 横向电机
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8 柔性组件
[0038]9 万向节
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10 纵向电机
具体实施方式
[0039]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0040]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0041]实施例
[0042]如图1所示，
[0043]本专利技术目的之一：
[0044]一种船用高精度控制扰动补偿稳台，包括：
[0045]用于搭载负载的负载平台1；
[0046]用于感知柔性组件8对各个方向的压力情况的压电轴承2，压电轴承2上至少设置有三个方向的压电传感器；
[0047]用于固定压电轴承2的外圈，且防止其移位造成柔性组件8倾斜的支撑杆3；
[0048]用于连接其上的垂直电机6、横向电机7和纵向电机10以实现移动并带动万向节9运动的移动平台4，
[0049]用于提前感知扰动的柔性组件8；
[0050]用于读取压电轴承2的数据并进行快速并行处理，且控制垂直电机6、横向电机7和纵向电机10进行补偿的处理器5；
[0051]其中，垂直电机6、横向电机7和纵向电机10分别位于三轴坐标上的三个方向；
[0052]负载平台1由柔性组件8支撑，柔性组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船用高精度控制扰动补偿稳台，其特征在于，包括：用于搭载负载的负载平台(1)；用于感知柔性组件(8)对各个方向的压力情况的压电轴承(2)，所述压电轴承(2)上至少设置有三个方向的压电传感器；用于固定压电轴承(2)的外圈，且防止其移位造成柔性组件(8)倾斜的支撑杆(3)；用于连接其上的垂直电机(6)、横向电机(7)和纵向电机(10)以实现移动并带动万向节(9)运动的移动平台(4)，用于提前感知扰动的柔性组件(8)；用于读取压电轴承(2)的数据并进行快速并行处理，且控制垂直电机(6)、横向电机(7)和纵向电机(10)进行补偿的处理器(5)；其中，所述垂直电机(6)、横向电机(7)和纵向电机(10)分别位于三轴坐标上的三个方向；所述负载平台(1)由柔性组件(8)支撑，所述柔性组件(8)由压电轴承(2)和万向节(9)固定，所述压电轴承(2)由多根支撑杆(3)固定，所述万向节(9)固定在可自由滑动的移动平台(4)上，所述移动平台(4)与垂直电机(6)、横向电机(7)和纵向电机(10)相连并可实现三轴方向上的运动，所述处理器(5)通过电子线路连接至压电轴承(2)、垂直电机(6)、横向电机(7)和纵向电机(10)上并实现数据读取和控制输出。2.如权利要求1所述的一种船用高精度控制扰动补偿稳台，其特征在于，所述柔性组件(8)为非线性...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞文，
申请(专利权)人：苏州大稳智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：