[发明专利]一种自平衡高空作业台及其控制方法

权利要求书

1.一种自平衡高空作业台的控制方法，其特征在于，

所述自平衡高空作业台包括：

小臂；

驱动电机，其设置在所述小臂一端，位于所述小臂的内部；

行星减速机构，其一端连接所述驱动电机的输出端；

制动机构，其设置在所述驱动电机和所述行星减速机构之间；

作业平台，其与所述行星减速机构的另一端固定连接；

所述自平衡高空作业台的控制方法包括：

通过DDPG网络根据作业平台的位置信息控制驱动电机，使驱动电机带动作业平台进行相应运动，具体包括：

建立并训练DDPG网络，保存训练所得权重参数；

将训练好的DDPG网络移植到运算与控制单元中，对作业平台的位置进行控制；

其中，在训练过程中，DDPG网络根据通过传感器获取作业平台与水平面的夹角信息、作业平台角速度、作业平台载荷，决策出当前动作并执行；

奖励函数针对当前状态给出奖励标量，并通过DDPG网络采集下一时刻的状态信息，得出最优的神经网络权重后进行复制；

所述奖励函数为：

reward＝reward1+reward2

其中，

式中，m₀,m₁为阈值常数，m₀＝1，m₁＝1，reward1为第一奖励分量，reward2为第二奖励分量，done为训练结束标志；

当done＝1，θ＞m₀、时，本回合训练终止；

或当前回合步长超过1000时，本回合训练终止，此时，reward2＝-100。

2.根据权利要求1所述的自平衡高空作业台的控制方法，其特征在于，所述行星减速机构包括：

太阳轮，其与所述驱动电机的输出端固定连接；

至少两个行星轮，其与所述太阳轮啮合；

行星架，其固定连接所述行星轮；

齿圈，其与所述作业平台固定连接，所述齿圈具有内齿，并与所述行星轮相啮合。

3.根据权利要求2所述的自平衡高空作业台的控制方法，其特征在于，所述行星减速机构为2K-H轮系。

4.根据权利要求3所述的自平衡高空作业台的控制方法，其特征在于，所述减速机构的减速比为13。

5.根据权利要求2所述的自平衡高空作业台的控制方法，其特征在于，所述制动机构包括：

制动器，其设置在所述小臂的内壁上；

制动盘，其固定设置在在所述驱动电机输出轴上。

6.根据权利要求5所述的自平衡高空作业台的控制方法，其特征在于，还包括：

运算与控制单元，其与所述驱动电机、所述制动机构以及所述作业平台电连接。

7.根据权利要求6所述的自平衡高空作业台的控制方法，其特征在于，所述DDPG网络的状态空间S_t包括：

其中，θ表征作业平台与水平面归一化的夹角关系，θ∈(-1,1]；

当θ＝0度时，作业平台呈水平姿态；表征作业平台归一化的角加速度量，W表征归一化的动平台载荷，W∈[0,1]；θ可由角位移传感器测得；可通过对θ进行微分获得；W可由应变片式压力传感器测得。