基于電容傳感器的多軸支撐氣浮平臺的調平方法技術

基于電容傳感器的多軸支撐氣浮平臺的調平方法，屬于光學領域，本發明專利技術為解決現有對氣浮平臺的調節方法對測量環境要求高，應用時局限較大，不能同時達到調節精度高和調節過程復雜程度低的問題。本發明專利技術所述調平方法的具體過程為：氣源在三個氣足的底部充入高壓氣體，形成氣膜面；采用三個電容傳感器分別采集三個氣足的氣膜高度；三個電容傳感器分別將采集的氣膜高度輸出至控制器中；控制器采用神經網絡PID控制算法計算控制量；控制量解耦后控制三個氣足的調壓閥，改變三個氣足的出口壓力，調整氣膜高度，完成調平過程。本發明專利技術用于衛星地面仿真中。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種多軸支撐氣浮平臺的調平方法。
技術介紹
多軸氣浮平臺是衛星地面仿真的重要設備，用于模擬太空的微重力、微阻尼環境。 氣浮平臺依靠壓縮空氣在空氣軸承上形成的氣膜支撐，實現微摩擦和微阻尼運動。 在多軸氣浮臺仿真技術當中，精確地對氣浮臺調平是至關重要的核心環節。針對 重心相對于回轉中心存在漂移時產生靜態不平衡，以及主慣性軸相對于回轉軸存在動態不 平衡的問題，首先采用手動調平，再采用自動調平的方法，調節氣浮臺的平衡。通過有效的 測試手段測試氣浮臺的臺體水平度等，為小衛星姿態控制系統的仿真提供一個有效的、精 確的平臺?，F有技術中，有多種調平方法，但是存在諸多不足。例如：基于CCD的激光質心 調節方法，基于經驗模態法的質心智能調節方法等。前者調節速度快，但要求測量與被測物 之間無遮擋物，應用時有較大的局限性。后者調節精度高，但操作過程相當復雜，調節時間 長。 國內對多軸氣浮臺的研宄剛剛開展不久，相關的各項研宄都不深入。因此研宄多 軸氣浮平臺的調平方法對于多軸氣浮臺仿真技術有著至關重要的作用。
技術實現思路
本專利技術目的是為了解決現有對氣浮平臺的調節方法對測量環境要求高，應用時局 限較大，不能同時達到調節精度高和調節過程復雜程度低的問題，提供了一種基于電容傳 感器的多軸支撐氣浮平臺的調平方法。 本專利技術所述，該調平方法的具體 過程為： 步驟1、氣源在三個氣足的底部充入高壓氣體，形成氣膜面； 步驟2、采用三個電容傳感器分別采集三個氣足的氣膜高度； 步驟3、三個電容傳感器分別將采集的氣膜高度輸出至控制器中； 步驟4、控制器采用神經網絡PID控制算法計算控制量；步驟5、控制量解耦后控制三個氣足的調壓閥，改變三個氣足的出口壓力，調整氣 膜高度，完成調平過程。 步驟4所述計算控制量的具體方法為：【主權項】1. ，其特征在于，該調平方法的具體 過程為： 步驟1、氣源在三個氣足的底部充入高壓氣體，形成氣膜面； 步驟2、采用三個電容傳感器分別采集三個氣足的氣膜高度； 步驟3、三個電容傳感器分別將采集的氣膜高度輸出至控制器中； 步驟4、控制器采用神經網絡PID控制算法計算控制量； 步驟5、控制量解耦后控制三個氣足的調壓閥，改變三個氣足的出口壓力，調整氣膜高 度，完成調平過程。2. 根據權利要求1所述，其特征在 于，步驟4所述計算控制量的具體方法為：其中：k表示采樣時刻，k彡0, u(k)表示時刻為k時的控制量，u(k-l)表示時刻為k-1 時的控制量，K表示神經元的比例系數，K>0, Wi (k)表示時刻為k時第i個氣足的控制量，i =1，2, 3, Xi (k)表示第i個氣足k時刻和k-1時刻誤差輸入的差值； w: (k) = w: (k-1) + n PZ (k) u (k) x: (k), w2 (k) = w2 (k-1) + n iz (k) u (k) x2 (k), w3(k) = w3(k-l) +nDZ(k)u(k)x3(k)； Wi (k-1)表示時刻為k-1時第1個氣足的控制量，w2 (k-1)表示時刻為k-1時第2個氣 足的控制量，w3 (k)表示時刻為k-1時第3個氣足的控制量；Xl (k)表示第1個氣足k時刻和 k-1時刻誤差輸入的差值，x2 (k)表示第2個氣足k時刻和k-1時刻誤差輸入的差值，x3 (k) 表示第3個氣足k時刻和k-i時刻誤差輸入的差值；nP#示比例的學習速率，n IZ表示積 分的學習速率，！11^表不積分的學習速率； x: (k) = e (k) -e (k~l), x2 (k) = e (k), x3 (k) = e (k)~2e(k~l) +e (k~2), z (k) = e (k)； e(k)表不誤差輸入?！緦＠?，屬于光學領域，本專利技術為解決現有對氣浮平臺的調節方法對測量環境要求高，應用時局限較大，不能同時達到調節精度高和調節過程復雜程度低的問題。本專利技術所述調平方法的具體過程為：氣源在三個氣足的底部充入高壓氣體，形成氣膜面；采用三個電容傳感器分別采集三個氣足的氣膜高度；三個電容傳感器分別將采集的氣膜高度輸出至控制器中；控制器采用神經網絡PID控制算法計算控制量；控制量解耦后控制三個氣足的調壓閥，改變三個氣足的出口壓力，調整氣膜高度，完成調平過程。本專利技術用于衛星地面仿真中。【IPC分類】G05D3-12, F16M11-32【公開號】CN104806861【申請號】CN201510201205【專利技術人】崔瑩, 王巖, 陳興林, 劉啟循, 李宗哲, 李澤輝, 彭漢章, 周乃新, 強盛, 王一光, 高怡然, 張常江, 黃成中 【申請人】哈爾濱工業大學【公開日】2015年7月29日【申請日】2015年4月24日本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于電容傳感器的多軸支撐氣浮平臺的調平方法，其特征在于，該調平方法的具體過程為：步驟1、氣源在三個氣足的底部充入高壓氣體，形成氣膜面；步驟2、采用三個電容傳感器分別采集三個氣足的氣膜高度；步驟3、三個電容傳感器分別將采集的氣膜高度輸出至控制器中；步驟4、控制器采用神經網絡PID控制算法計算控制量；步驟5、控制量解耦后控制三個氣足的調壓閥，改變三個氣足的出口壓力，調整氣膜高度，完成調平過程。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：崔瑩，王巖，陳興林，劉啟循，李宗哲，李澤輝，彭漢章，周乃新，強盛，王一光，高怡然，張常江，黃成中，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：發明
國別省市：黑龍江;23