[发明专利]一种船载载体稳定平台及控制方法

权利要求书

1.一种船载载体稳定平台，其特征在于下平台连接在过渡基座上，下平台与过渡基座之间加装减震器，下平台与减震器通过螺栓连接，过渡基座与减震器通过螺栓连接；下铰支座、电动缸连接件、电动缸、上铰支座、上平台按照自下而上的顺序，采用螺栓的连接方式依次组装；下平台的上方连接下铰支座，下铰支座上连接电动缸连接件，电动缸的缸底端连接在电动缸连接件上，活塞杆端与上铰支座连接；每台下铰支座或上铰支座分别能够连接2台电动缸连接件与电动缸，总共能够连接6台电动缸连接件与电动缸；上铰支座与上平台连接；上铰支座和下铰支座采用的结构形式均为十字铰轴，十字铰轴包括大轴及小轴；铰支座由底板、轴承座、大轴、小轴以及上连接件组成；底板支撑并连接轴承座，轴承座支撑并连接着两个大轴，形成双联十字轴，大轴内孔连接有小轴，上连接件连接在小轴上，轴承座与大轴的铰接处、大轴与小轴的铰接处连接有圆锥滚子轴承，形成销轴运动副；下铰支座由底座、轴承座、大轴、小轴以及下连接件组成，上铰支座的底板由一块钢板加工而成，下铰支座的底座由第一钢板、三块相同的筋板、第二钢板焊接而成；上平台为型材焊接的等边三角结构，上平台的六根主梁为变截面工字钢，六根主梁连接在环筋板上，构成了上平台的主体结构；在环筋板上、下分别焊接上环形法兰、下环形法兰，在六根主梁之间增加了多根副梁、加强梁，三根副梁、三根副梁与六根主梁构成了上平台的主体框架，主体框架间增加了六根加强梁、三根加强梁；上平台设置有可拆卸横梁，载体附属件安装板及传感器安装板；上平台下表面设置有上铰支座安装板，上铰支座安装板连接上铰支座；电动缸连接件由上连接板、方管及下连接板焊接而成；电动缸组件的同步传动单元连接伺服电机与滚珠丝杠；缸筒的内腔放置活塞杆，活塞杆内腔放置滚珠丝杠，活塞杆安装在滚珠丝杠的丝杠螺母上，活塞杆与上铰支座上的上连接件固连，缸筒下端与电动缸连接件上连接板固连。

2.根据权利要求1所述的一种船载载体稳定平台，其特征在于过渡基座以焊接的方式固定在船舶甲板上。

3.根据权利要求1所述的一种船载载体稳定平台，其特征在于下平台直接用螺栓连接在过渡基座上。

4.根据权利要求1所述的一种船载载体稳定平台，其特征在于上平台上连接两个或多个载体附属件、传感器及载体。

5.根据权利要求1所述的一种船载载体稳定平台，其特征在于第一钢板和第二钢板成20度的夹角。

6.根据权利要求1所述的一种船载载体稳定平台，其特征在于下平台为型材焊接结构，由三块底板、十八块筋板、三块下铰支座安装板及三根定位支撑焊接组成；底板上设置有两种机械接口，一种为减震器的机械接口，另一种为与过渡基座刚性连接机械接口。

7.根据权利要求1所述的一种船载载体稳定平台，其特征在于过渡基座为型材焊接结构，由三块连接板、三根主梁一、三根主梁二、三根副梁及九根加强梁焊接组成；连接板上设置有两种机械接口，一种为减震器的机械接口，另一种为与下平台刚性连接机械接口。

8.一种船载载体稳定平台控制方法，其特征在于含有以下步骤；船载载体稳定平台通过安装在上平台上的传感器实时监测上平台，当上平台出现运动时，实时稳定控制系统计算当前电动缸位置与目标位置的偏差，由PID算法计算出下一控制周期电动缸的位置增量，根据控制周期得到这一周期电动缸的速度，通过主控计算机向伺服驱动器发出控制指令，伺服驱动器驱动伺服电机旋转，实现电动缸的伸缩运动；当电动缸按软件设定的方式运动时，实现稳定平台六个自由度的运动。

9.根据权利要求8所述的一种船载载体稳定平台控制方法，其特征在于主控计算机向伺服驱动器发出控制指令，伺服驱动器驱动伺服电机旋转，通过同步传动单元将运动传递给滚珠丝杠，通过滚珠丝杠与滚珠螺母配合，实现活塞杆的伸缩运动；当六台电动缸按软件设定的方式运动时，实现平台六个自由度的运动；伺服电机的运动信息通过旋转编码器反馈至主控计算机，主控计算机将反馈信息转换为电动缸位移量，形成位置闭环控制。

10.根据权利要求9所述的一种船载载体稳定平台控制方法，其特征在于六个自由度实时控制步骤，由六自由度平台正解、反解算法与PID控制算法相结合，采用基于关节空间的速度控制模型，将平台稳定在任意平台控制范围内任意线运动幅值和运动角度，有效的对舰船产生的六自由度的扰动，即纵摇、横摇、艏摇、纵荡、横荡及垂荡进行有效实时补偿；PID控制算法采用基于关节空间的速度控制模型；传感器监测上平台的姿态，作为实时稳定控制系统的参考输入和反馈信号；上平台相对大地坐标系的位姿，与目标稳定位姿作差，偏差即为位置增量，位置增量与正解的位姿的和叫做目标位姿，机构反解得到电动缸目标位置，电动缸目标位置与当前电动缸的位置作差，由PID算法计算出下一控制周期电动缸的位置增量，根据控制周期得到这一周期电动缸的速度，主控计算机控制电动缸速度达到相对稳定的效果。