申请/专利权人：中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所

申请日：2024-03-11

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN117872776B

主分类号：G05B13/04

分类号：G05B13/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.21#授权;2024.04.30#实质审查的生效;2024.04.12#公开

摘要：本发明提出一种基于反步设计的风洞运转架车智能控制系统及其方法，属于运转架车控制技术领域。包括编码器、读卡装置、信号采集装置和PLC；所述编码器、所述读卡装置和所述信号采集装置输出端分别与PLC连接；所述编码器用于定位运转架车行驶位置；所述读卡装置包括读取电路和解码电路；所述读取电路的输出端与解码电路的输入端连接；所述读取电路用于读取所述信号采集装置发出的采集信号；所述解码电路用于对读取电路接收的采集信号进行解码处理；所述信号采集装置用于读取运转架车行驶站点；所述PLC用于控制运转架车的运行轨迹。解决现有技术中存在的控制效率低稳定性不足的技术问题。

主权项：1.一种基于反步设计的风洞运转架车智能控制方法，其特征在于，依托一种基于反步设计的风洞运转架车智能控制系统实现，系统包括编码器、读卡装置、信号采集装置和PLC；所述编码器、所述读卡装置和所述信号采集装置输出端分别与PLC连接；所述编码器用于定位运转架车行驶位置；所述读卡装置包括读取电路和解码电路；所述读取电路的输出端与解码电路的输入端连接；所述读取电路用于读取所述信号采集装置发出的采集信号；所述解码电路用于对读取电路接收的采集信号进行解码处理；所述信号采集装置用于读取运转架车行驶站点；所述PLC用于控制运转架车的运行轨迹，方法为：将喷管、插件对应地标传感器地址输入PLC，由PLC对每一站地址进行分配，分别设定站号为1—8；运转架车运行至某一站时，地表传感器接通，对应PLC内部地址显示为运转架车当前地址；当操作人员点击目标喷管或插件对应按钮时，PLC接收按钮反馈目标地址，当目标地址号大于站号时，运转架车前进运行，当目标地址号小于站号时，运转架车反向运行，当运转架车运行到目标设定点时，运转架车地址号等于站号；方法包括以下步骤：S1.区域内每一站设置有RFID标签传感器，设定为1-N站号，每个站号对应一站；S2.获取运转架车行驶位置；S3.计算不同站点的脉冲个数标定不同站点，结合运转架车行驶位置，标定运转架车当前位置；S4.设定PLC控制运转架车的运行轨迹规则：当目标地址号大于站号时，控制运转架车前进运行，当目标地址号小于站号时，控制运转架车反向运行，当运转架车运行到目标设定点时，运转架车地址号等于站号；PLC控制运转架车的运行轨迹时的控制逻辑为：控制运转架车的运行轨迹包括运转架车定位控制和运转架车行驶控制；运转架车定位控制： 其中，V·为存贮函数，xt为系统变量，x0为系统的初始值，T为周期，在任意T0时成立，γ为干扰抑制常数，ε为考虑系统叠加的未知干扰，z为调节输出，dt为时间的积分表达式，||||为对应量的范数；运转架车行驶控制： 其中，为e1的导数，e1为电机转矩δ相对于平衡点的偏差，e2为镇定函数对角速度ω的误差，x1为状态变量，c10，为一设计常数；设一个存贮函数： 其中σ0；对式2求导： 对式3进行扩充，形成第一存贮函数： 其中，V1为原始存贮函数，V2为第一存贮函数；则： 其中，为V2的导数；定义函数： 其中，H1为定义函数；z为调节输出，ε1为定义函数H1叠加的未知干扰；将式5带入，则有： 其中，σ为大于0的常数，q1、q2分别为x1和x2之间的加权比重，a0＝k1Pm为已知常数，θ1和θ2分别为状态变量x2和x3对应系统阻尼估计值，x3为状态变量，ytcss0为系统导纳的稳态值，δ0为运转架车运行角的初始值；令： 其中，α、m1、m2分别为简化书写定义的参数，关系式如8式所示；则H1化简：为满足式1，则H1≤0，得到新的整定函数： 其中，为参数θ1估计值的误差值，令为参数θ2估计值的误差值，令和为估计误差，则： 增广4式形成第二存贮函数： 其中，ρi为自适应增益系数，大于0；e3＝x3-x3*13其中，e3为镇定函数对系统导纳值的镇定误差；定义函数： 令：n1＝sinδ0+x1，n2＝cosδ0+x1，又所以： Ttcsc为系统的惯性时间常数；则： 为了满足式1，则H2≤0，所以令： 其中，关系式为参数替换律；通过选取σ使α≥0，则： 如果函数： 则： 得不等式，即找到了所需要的控制律；由式17，18和19得参数替换律式23、24和反馈控制律式25： 当ε1＝0，ε2＝0时，得闭环误差系统： 当ε1＝0，ε2＝0时，在参数修正律式23和24，及反馈控制律的闭环误差系统式25-30是逐渐稳定的，x1，x2将收敛于零且x3有界，从干扰到输出具有L2增益。

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