[发明专利]一种适应多种环境的稳定平台

说明书

本发明设计了一种适应多种环境工作的稳定平台。该稳定平台可通过MEMS陀螺仪检测因环境变化引起的角速率信息，稳定平台的PID参数根据环境中的角速率信息实现智能规划，达到任意环境下可自由切换PID算法的目的，进而提高平台稳定精度。该惯性测量组合包括三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁力计、主控制芯片和姿态解算算法，惯性测量组合输出航向角、横滚角、俯仰角。姿态解算算法采用四元数姿态解算算法。解算后的姿态反馈给驱动电机，通过智能规划后的PID算法，进行姿态稳定控制，实现平台稳定效果。

技术领域

本发明涉及自动化和仪器仪表技术领域，特别是涉及了一种适应多种环境工作的稳定平台。

背景技术

现阶段，战地伤员运送、重伤人员救护的运输途中经常发生由于路面颠簸抖动给伤员造成二次伤害。危化品、易碎品运输也同样面临路面不平，颠簸抖动带来的危害与经济损失。解决隔震防抖将成为问题的核心。针对此问题，拟将稳定平台应用于伤员救护，危险易碎品运输等场景，隔离环境抖动，这样将更有效地保证人民生命财产安全。

此外如何使稳定平台适应不同应用场景，同样是人们面临的难题。例如，如何使车载雷达稳定系统既能在行驶的公路上，接收到稳定信号又能在弯曲的野地中，接收稳定信号？如何使船载卫星天线既能在风平浪静时跟踪卫星信号，又能在颠簸的海浪上接收卫星信号？解决这些问题，需要一种能工作在多种模式下的稳定平台，且该稳定平台能完成多种模式下的智能切换，以满足不同应用环境的需求。其中无人驾驶、无人机航拍中也需要能在不同环境中使用的稳定平台。

发明内容

本发明设计了一种适用多种环境工作的稳定平台，可在多种模式下能够智能切换，及满足平直公路下的姿态控制模式到颠簸野地环境下的姿态控制模式间的智能切换。

本发明的技术方案具体如下：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：u_k＝u_k-1+Δu_k，其中T表示采样周期，K_p、T_i、T_d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 K_p＝k₁(ω)·f₁(ω)；T_i＝k₂(ω)·f₂(ω)；T_d＝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；