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公开(公告)号：CN114321319B
公开(公告)日：2024-07-16
申请号：CN202111620691.1
申请日：2021-12-27
申请人： 北京航空航天大学杭州创新研究院
IPC分类号： F16H49/00
摘要： 本发明涉及一种基于相位优化的谐波减速器输出力矩强抗扰控制方法，首先，建立含摩擦、传动误差和刚度非线性等多源干扰在内的谐波减速器传动模型，利用模型信息设计干扰观测器来估计由摩擦和挠性构件引起的未知迟滞力矩；其次，将系统未建模动态、外部扰动以及干扰观测器未补偿部分，视为集总扰动，设计扩张状态观测器来估计并通过反馈控制律补偿；最后针对估计误差带来的相位滞后，设计扩张状态观测器相位优化律予以消除，从而增强扩张状态观测器对总扰动的估计能力。以上基于相位优化的强抗扰控制方法将干扰观测器和相位优化扩张状态观测器有效结合，能够更好地估计多源扰动，增强谐波减速器输出力矩的跟踪控制精度。
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公开(公告)号：CN118047071A
公开(公告)日：2024-05-17
申请号：CN202410432818.4
申请日：2024-04-11
申请人： 北京航空航天大学杭州创新研究院
摘要： 本发明涉及一种基于在线辨识的多模式氢能无人机能量管理方法，属于电数据处理领域，针对氢能无人机应用多场景高动态、现有策略噪声适应性、安全能效性不足的问题。首先建立包含未知参数和量测噪声的燃料电池电堆模型；然后基于变分贝叶斯设计噪声自适应在线参数辨识方法，利用机载传感器数据同时辨识模型和量测噪声参数，进而提取电堆实时输出特性；其次基于负载功率瞬时波动将飞行模式识别为续航与非巡航；最后，基于参数辨识与特征提取结果对两种飞行模式分别设计在线能量管理策略。本发明实现了氢能无人机在线多模式能量管理，具有实时跟踪电堆输出特性、适应多工况与未知或时变量测噪声等特点，适用于需要在线能量管理的氢能无人机系统。
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公开(公告)号：CN117226825B
公开(公告)日：2024-03-22
申请号：CN202311058051.5
申请日：2023-08-21
申请人： 北京航空航天大学杭州创新研究院
IPC分类号： B25J9/16
摘要： 本发明涉及一种基于环境刚度在线辨识的机器人交互力估计方法，属于工业机器人自动控制领域，首先，基于环境刚度特性与机器人运动学，对末端交互力与机器人动量系统的耦合关系进行表征，建立环境交互力的生成模型；其次，结合机器人欧拉‑拉格朗日动力学模型，建立包含未知环境刚度参数的交互力估计系统深耦合模型；最后，设计环境刚度在线辨识与交互力估计的迭代优化方法，实现机器人交互力的自适应分离估计。本发明实现对机器人环境交互力可结构化建模的无力传感器力估计，具有高精度、可同时辨识环境特征、具有一定抗干扰能力的特点，适用于需要进行环境交互力高精度估计的多场景多类型力交互式机器人系统。
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公开(公告)号：CN115291518A
公开(公告)日：2022-11-04
申请号：CN202210974395.X
申请日：2022-08-15
申请人： 北京航空航天大学杭州创新研究院
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明涉及一种基于自适应增益的非线性干扰观测器设计方法。针对含有时变干扰和量测噪声的非线性系统：首先，对系统非线性动力学行为进行数学表征，并构造虚拟系统，用真实系统与虚拟系统输出间差值来修正干扰观测器估计效果；其次，对干扰观测器常值增益，设计随虚拟系统逼近误差绝对值增大正向变化，随系统输出方差增大反向变化的自适应调节机制；最后，将常值增益与自适应增益相结合，得到包含自适应增益的非线性干扰观测器。本发明具有量测信息需求少，观测增益自调节等优点，可实现估计精度和量测噪声抑制能力之间的折中，能提高非线性干扰观测器对变化信息的适应能力。
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公开(公告)号：CN118709421A
公开(公告)日：2024-09-27
申请号：CN202410857089.7
申请日：2024-06-28
申请人： 北京航空航天大学杭州创新研究院
摘要： 本发明涉及一种基于运动频率辨识的手术机器人交互力分离估计方法，属于医疗机器人领域，对频率未知的心脏运动进行建模，并建立心脏运动耦合干扰力模型；其次，建立机器人状态与心脏变形程度之间的耦合关系，基于正向运动学，建立机器人状态耦合交互力模型；建立机器人关节动量动力学模型，并结合所建立的两个耦合力模型，建立包含频率参数的机器人‑动心深耦合模型；最后，基于在线EM迭代平滑估计，设计心脏运动频率在线辨识的力分离器。本发明针对动心手术过程，可在无力传感器下实现机器人交互力的分离估计，具有高精度、可同时辨识环境运动特征的特点，为动心手术交互力控制提供基础，可推广到其他与环境产生力交互的机器人系统。
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公开(公告)号：CN117984318A
公开(公告)日：2024-05-07
申请号：CN202410075247.3
申请日：2024-01-18
申请人： 北京航空航天大学杭州创新研究院
IPC分类号： B25J9/16
摘要： 本发明涉及一种基于迭代优化的机械臂接触力与环境刚度联合估计方法，针对无力传感器机械臂的环境刚度感知与接触力估计问题，首先，基于无力传感器机械臂与环境的耦合动力学模型，结合系统状态当前量测值和上一步得到的环境刚度估计值，利用RTS平滑求解数据序列的后验值；其次，基于RTS平滑求解结果，利用极大似然估计思想，建立了以环境刚度为参数的优化函数；然后，通过求解优化函数的极大值点更新环境刚度估计值，进而得出机械臂末端接触力估计值。本方法能够实现在线无传感器力估计，提升机械臂和未知环境之间交互的有效性，适用于无力传感器情形下的机械臂控制系统。
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公开(公告)号：CN113419462A
公开(公告)日：2021-09-21
申请号：CN202110774044.X
申请日：2021-07-08
申请人： 北京航空航天大学杭州创新研究院
IPC分类号： G05B19/042
摘要： 一种基于谐波干扰观测器的电网电流复合预测控制方法，其采用干扰观测器结合预测控制器实现逆变器开关谐波与网侧电压波动条件下电网电流的抗干扰跟踪控制，提高并网逆变器的控制精度和鲁棒性。在所述的复合控制方法设计过程中，首先针对并网逆变器开关动作引起的谐波干扰，设计谐波干扰观测器对谐波干扰进行实时估计与前馈补偿；其次，基于干扰前馈补偿项，设计复合预测控制器，在电网电压存在波动的情况下实现电流的鲁棒跟踪控制；最后，通过合理选取复合控制器参数，同时保证系统抗干扰能力与闭环稳定性，最终使得并网逆变器输出稳定的三相电压和电流。所述的并网逆变器复合预测控制方法适用于三相并网系统的电压源逆变过程，能够提高电流跟踪控制的精确性和鲁棒性，改善电网用户的用电质量。
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公开(公告)号：CN118640937A
公开(公告)日：2024-09-13
申请号：CN202411104539.1
申请日：2024-08-13
申请人： 北京航空航天大学杭州创新研究院
IPC分类号： G01C25/00 , G06N3/0442
摘要： 本发明涉及一种基于混合模型的微机电陀螺多源误差分离估计方法。首先，采集微机电陀螺零输入时的输出，通过均值滤波进行预处理；其次，利用小波变换分解输出数据，得到平稳子序列和非平稳子序列；再次，针对平稳子序列建立自回归滑动平均ARMA模型，针对非平稳子序列建立长短期记忆网络LSTM模型，并将ARMA模型和LSTM模型结合得到陀螺随机误差的混合模型；最后，基于所建立的混合模型，利用容积卡尔曼滤波CKF对陀螺随机误差进行实时分离估计，并将所得到的估计值用于陀螺输出补偿。本发明利用小波变换建立混合模型，并在混合模型基础上设计CKF以实现陀螺随机误差的分离估计，从而获得更准确的传感器信息，提高导航精度。
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公开(公告)号：CN118068705A
公开(公告)日：2024-05-24
申请号：CN202410134363.8
申请日：2024-01-31
申请人： 北京航空航天大学杭州创新研究院
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明涉及一种基于积分器串联型扩张状态观测器的抗干扰控制方法，涉及自动控制技术领域，包括：根据被控对象相对阶信息，建立系统单输入单输出动力学模型；基于积分器串联系统模型结构，设计估计系统状态和总扰动的扩张状态观测器原型；在具有积分器串联结构的扩张状态观测器原型基础上，设计未知总扰动的积分补偿策略；根据积分器串联型扩张状态观测器的估计输出设计含有前馈补偿的抗干扰控制器。本发明解决了现有扩张状态观测器技术中快速时变总扰动难以准确估计的瓶颈问题。
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公开(公告)号：CN116237938A
公开(公告)日：2023-06-09
申请号：CN202310138230.3
申请日：2023-02-20
申请人： 北京航空航天大学杭州创新研究院
IPC分类号： B25J9/16
摘要： 本发明提出一种基于冗余自由度利用的旋翼飞行机械臂协调运动规划方法，生成满足运动约束并最小化系统质心偏移的协调运动轨迹。首先建立机械臂的运动学模型，以及飞行机械臂的一体化运动学模型，计算对应的雅各比矩阵。根据四旋翼无人机的欠驱动性，将雅各比矩阵分解为可控部分与不可控部分。随后建立系统的质心偏移模型，计算对应的雅各比矩阵。利用分层二次规划框架，以飞行机械臂末端跟踪精度为优化目标，建立并求解一个二次规划问题；在此基础上，将质心偏移量纳入优化目标函数，建立并求解新的二次规划问题，得到满足末端目标跟踪性能且最小化质心偏移的参考运动轨迹。本发明适用用于目标捕获、设备操作等空中作业任务。
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