一种二维矢量调节机构的转角控制方法

摘要

一种矢量调节机构的转角控制方法，针对特定的矢量调节机构，根据D-H连杆坐标系方法描述机构的运动关系，推导出矢量调节机构的精确模型，然后根据精确模型，将矢量调节机构的工作空间划分为几个区域，对每个区域使用平面对曲面进行近似并获得斜率矩阵。该控制方法以矢量调节机构的转角α和转角β的当前值和目标值之差为输入，根据斜率矩阵进行路径规划，可以将矢量调节机构的转角控制到目标范围。本发明解决了在保证控制精度的同时减少星载计算机的计算时间的问题，同时解决了针对参数差异不大的不同矢量调节机构，同样的转角控制方法都能够保证控制精度的问题。

主权项

一种二维矢量调节机构的转角控制方法，其特征在于步骤如下：（1）矢量调节机构控制参数计算；（2）矢量调节机构转角控制；所述矢量调节机构控制参数计算步骤如下：（a）根据矢量调节机构的物理结构和运动关系，推导出矢量调节机构的转角(α,β)和矢量调节机构的电机滑块位置(d₁,d₂)之间对应的二维非线性映射关系，即d₁和d₂是关于坐标(α,β)的两个曲面；（b）根据转角控制精度、计算机的存储空间和计算能力，将矢量调节机构的工作空间(α,β)划分为若干个区域；（c）对步骤（b）中得到每个区域进行平面拟合，即将步骤（a）所得的关于坐标(α,β)的两个曲面函数d₁(α,β)和d₂(α,β)近似成平面，得到拟合平面的斜率矩阵$\left[\begin{array}{cc}\frac{{\mathrm{dd}}_1}{\mathrm{d\alpha }}& \frac{{\mathrm{dd}}_1}{\mathrm{d\beta }}\\ \frac{{\mathrm{dd}}_2}{\mathrm{d\alpha }}& \frac{{\mathrm{dd}}_2}{\mathrm{d\beta }}\end{array}\right],$其中表示d₁对α的微分；所述矢量调节机构转角控制的步骤如下：（a）测量矢量调节机构的当前转角α和β；（b）计算外界输入的矢量调节机构的目标转角α₀和β₀和当前转角α和β的差值dα和dβ，即dα=α₀‑α，dβ=β₀‑β；（c）判断目标转角和当前转角误差是否满足要求，若dα和dβ小于容许误差，则进入步骤（f），否则进入步骤（d）；（d）计算滑块位置d₁和d₂的改变值dd₁和dd₂，并根据矢量调节机构控制参数计算步骤（c）计算得到拟合平面的斜率矩阵，计算得：$\left[\begin{array}{c}{\mathrm{dd}}_1\\ {\mathrm{dd}}_2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}\frac{{\mathrm{dd}}_1}{\mathrm{d\alpha }}& \frac{{\mathrm{dd}}_1}{\mathrm{d\beta }}\\ \frac{{\mathrm{dd}}_2}{\mathrm{d\alpha }}& \frac{{\mathrm{dd}}_2}{\mathrm{d\beta }}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\mathrm{d\alpha }\\ \mathrm{d\beta }\end{array}\right]$（e）根据dd₁和dd₂调节滑块位置从而完成矢量调节机构的转角α和β调节，然后进入步骤（a）；（f）调节控制结束。