[发明专利]一种多电机圆盘悬吊控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种多电机圆盘悬吊控制系统及方法，包括主控模块、用于指令传输和建模计算；测距模块和角度测量模块，用于测量圆盘系统的高度、角度；无线通信模块，用于传输测量数据；电机及驱动，用于系统动作；联轴器和牵引绳，用于连接电机与圆盘系统。多电机圆盘悬吊控制方法，系统通过自适应建模计算得出激光点达到期望位置所对应的电机PWM控制信号占空比，并以此对实际PID计算进行前馈控制，使各方向电机相互独立运动，运动合成效果即为激光点期望轨迹。采用上述技术方案后，多电机协同控制系统克服了现有查表法技术带来的环境适应性差，智能化程度较低，时间及人力成本高的缺点，提高了系统可靠性、稳态精度、动态性能和智能化程度。

技术领域

本发明涉及电子控制领域，特别涉及一种多电机圆盘悬吊控制系统及方法。

背景技术

伴随着自动化技术的不断发展，单电机的应用己经不能满足高度集成化和智能化系统的使用要求。一个综合的系统往往是由多轴多关节组成，单个电机的控制会影响某一个轴的精度，但当多轴组合在一起时效果不甚理想，尤其是高速高精度领域，对多电机协同控制的需求愈加强烈。而现有精确性较高的多电机协同控制系统主要是利用精密丝杠配合电机搭载相应被控对象使用，在不同任务要求下建立被控对象姿态与精密丝杠旋转圈数的数值关系表，通过查表法实现被控对象姿态改变。当改变系统结构参数或使用环境时需要重新建立数值关系表，导致系统环境适应性差，智能化程度较低，同时会增加系统调试和使用的时间及人力成本。

视觉跟踪是对视频图像序列中的前景运动目标进行检测、提取、识别和跟踪，获得目标的位置、速度、加速度和运动轨迹等，再进行进一步分析处理以完成更高一级的任务。将视觉识别与跟踪技术融入自动控制领域，搭载相应任务负荷，可以广泛应用于工业机器人、3D打印等诸多方面，并为自动控制，先进传感器技术以及计算机科学等诸多技术领域的融合提供了一个平台。

目前缺少一种精确性高、智能化程度高、环境适应能力强、便于调试和操作的多电机协同控制系统将视觉识别与跟踪技术和多电机协同控制技术结合，搭载相应任务负荷，用于基础教学和理论研究。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种多电机圆盘悬吊控制系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

多电机圆盘悬吊控制系统主包括电机、联轴器、遥控模块、支撑框架、电机底座、无线通信主机模块、角度测量模块、无线通信从机模块、主控模块、显示模块、驱动模块、横梁、电机支架、牵引绳、圆盘系统、靶盘、图像处理模块、测距模块、激光指示器，支撑框架各边设有螺孔，各边之间通过带螺孔的三角垫片进行螺栓连接，支撑框架上底设有带螺孔的横梁，横梁与支撑框架连接，且位于支撑框架上底中心位置；支撑框架下底与靶盘连接。

电机固定于电机支架上，电机支架固定于电机底座上，电机底座与支撑框架连接。

联轴器通过D形通孔与电机的转轴进行连接，牵引绳固定并缠绕于联轴器上，牵引绳另一端通过圆盘系统底层的通孔与圆盘系统固定连接，激光指示器通过通孔固定连接于圆盘系统底端，电机转动时带动联轴器转动，实现牵引绳的收放动作，进而带动圆盘系统和激光指示器在高度、横滚、俯仰方向运动。

遥控模块、无线通信从机模块、主控模块、显示模块相互独立，并集成于一块PCB电路板上，PCB电路板和驱动模块、图像处理模块各自独立放置于横梁上且与横梁进行螺栓连接，其中图像处理模块位于横梁中心，且图像处理模块的摄像头朝向支撑框架底边，以保证摄像头获取全部靶盘视野。

无线通信从机模块的输出端、图像处理模块的输出端与主控模块的输入端进行电性连接，主控模块的输出端分别与遥控模块、显示模块、驱动模块的输入端进行电性连接，无线通信主机模块的输入端分别与角度测量模块和测距模块的输出端进行电性连接，驱动模块的输出端和电机进行电性连接。