[发明专利]一种适应多种环境的稳定平台有效
| 申请号： | 201610548415.1 | 申请日： | 2016-07-14 |
| 公开（公告）号： | CN106323282B | 公开（公告）日： | 2020-02-07 |
| 发明（设计）人： | 李孟委;蒋孝勇 | 申请（专利权）人： | 中北大学 |
| 主分类号： | G01C21/18 | 分类号： | G01C21/18 |
| 代理公司： | 11429 北京中济纬天专利代理有限公司 | 代理人： | 张晓霞 |
| 地址： | 030051*** | 国省代码： | 山西;14 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 姿态解算算法 稳定平台 惯性测量组合 平台稳定 速率信息 智能规划 三轴加速度计 姿态稳定控制 三轴陀螺仪 主控制芯片 环境变化 驱动电机 姿态反馈 自由切换 磁力计 俯仰角 航向角 横滚角 四元数 陀螺仪 解算 三轴 输出 检测 | ||
1.一种适应多种环境工作的稳定平台，其特征在于，所述稳定平台包括姿态测量组件、稳定平台、控制电路及驱动电路；
所述姿态测量组件上设置在稳定平台内框转子上，所述姿态测量组件测量姿态数据，所述控制电路接收姿态数据，反馈控制驱动电路控制稳定平台的内框转子，实现稳定；
所述姿态测量组件包括三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁力计；
所述三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁力计进行姿态解算得出初始姿态角；
所述增量式PID控制算法包括，控制器增量
增量式控制算法递推公式控制器输出：uk＝uk-1+Δuk，其中T表示采样周期，Kp、Ti、Td表示PID三个参数；其中增量式PID算法参数根据陀螺仪检测的角速率信息ω确定，及Kp＝k1(ω)·f1(ω)；Ti＝k2(ω)·f2(ω)；Td＝k3(ω)·f3(ω)；k1、k2、k3为校正系数，可根据ω查表获得，f1、f2、f3为控制传递函数；
所述三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁力计进行姿态解算得出初始姿态角包括：
(1)通过三轴陀螺仪、三轴加表、三轴磁力计九轴原始数据输入；
(2)重力加速度、磁力计数据归一化处理；
(3)重力分量、磁场分量提取；
(4)求出姿态误差；
(5)姿态误差积分；
(6)陀螺角速率互补滤波修正；
(7)求解四元数微分方程；
(8)四元数归一化；
(9)四元数求解欧拉角；
所述稳定平台调平控制算法，由惯组测量组合将姿态信息传输给电机执行结构，并根据不同环境下更新的PID参数调整平台保持水平。
2.根据权利要求1所述的一种适应多种环境工作的稳定平台，其特征在于，利用姿态测量组件中的陀螺仪检测因环境变化引起的角速率信息ω；
所述稳定平台控制PID参数根据环境引起的角速率信息进行智能规划；
测得的初始姿态角反馈给电机执行机构，并通过智能规划的PID控制算法实现平台稳定效果。
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