单端支撑式单框架磁悬浮控制力矩陀螺

    公开(公告)号:CN100419379C

    公开(公告)日:2008-09-17

    申请号:CN200710065550.1

    申请日:2007-04-16

    IPC分类号: G01C19/24 B64G1/28

    摘要: 单端支撑式单框架磁悬浮控制力矩陀螺,主要由磁悬浮转子系统和框架系统两大部分组成。磁悬浮转子系统主要由陀螺转子、轴向磁轴承、径向磁轴承、径向位移传感器、轴向位移传感器、保护轴承、驱动电机、陀螺房组成,磁悬浮转子通过径向磁轴承和轴向磁轴承实现非机械接触的稳定悬浮,从而保证陀螺转子组件实现超高速旋转;框架系统主要由框架连接件、框架端盖、框架芯轴、框架力矩电机、角位置传感器、导电滑环、机械轴承、底座组成,框架连接件与陀螺房固连,使磁悬浮转子系统和框架系统组成一体。本发明采用了磁轴承支撑的转子,大大提高了陀螺的工作转速和使用寿命,采用了单端支撑的方式使结构更加紧凑,减小了陀螺系统的体积、重量。

    双框架磁悬浮控制力矩陀螺

    公开(公告)号:CN101219714A

    公开(公告)日:2008-07-16

    申请号:CN200710304236.4

    申请日:2007-12-26

    IPC分类号: B64G1/28

    摘要: 双框架磁悬浮控制力矩陀螺主要由飞轮、内框架和外框架系统组成,飞轮处于双框架磁悬浮控制力矩陀螺的中部,飞轮主要由转轴、径向混合磁轴承、轴向磁轴承、径向位移传感器、轴向位移传感器、高速电机和陀螺房组成;内框架和外框架系统主要由框架、机械轴承、力矩电机、减速器、角位置传感器、导电滑环及控制系统组成;内框架系统通过减速器与陀螺房一端的轴孔相连,导电滑环和角位置传感器与陀螺房另一端的轴孔相连;外框架系统通过减速器与内框架一端的轴孔相连,导电滑环和角位置传感器与内框架另一端的轴孔相连。本发明通过混合磁轴承减小了系统的噪声、体积和重量,消除了轴承摩擦力,从而提高了控制力矩陀螺的寿命和控制精度。

    一种设计磁悬浮高速转子系统进动交叉参数的方法

    公开(公告)号:CN101183241A

    公开(公告)日:2008-05-21

    申请号:CN200710179722.8

    申请日:2007-12-17

    IPC分类号: G05B13/04

    摘要: 一种设计磁悬浮高速转子系统进动交叉参数的方法,建立磁悬浮闭环转子系统复系数动力学模型,绘制最高速下复系数开环传递函数的负频Nyquist曲线并计算进动交叉的低通截止频率,然后根据进动模态的相角裕度要求确定最高速下的校正目标,搜索设计频率和确定最高速下的进动交叉增益,进而确定整个转速范围内的进动交叉增益,确保转子进动在整个转速范围内的相角稳定裕度,实现了进动交叉反馈的鲁棒稳定设计。本发明基于负频率Nyquist曲线,提出磁悬浮高速转子系统由相角裕度设计进动交叉参数的方法,相对通常的多变量系统设计方法如状态空间分析方法等,不仅非常直观,而且具有良好的鲁棒性,因而更适合应用于离心机、高精度数控车床、透平机、储能飞轮,以及磁悬浮飞轮和磁悬浮控制力矩陀螺等实际的磁悬浮高速转子系统中。

    一种高精度低功耗磁悬浮控制力矩陀螺框架伺服系统数字控制装置

    公开(公告)号:CN1932705A

    公开(公告)日:2007-03-21

    申请号:CN200610113552.9

    申请日:2006-09-30

    IPC分类号: G05B19/042

    摘要: 一种高精度低功耗磁悬浮控制力矩陀螺框架伺服系统数字控制装置,对磁悬浮控制力矩陀螺框架伺服系统进行高精度控制,其主要包括CPU模块、模/数转换模块、功放模块、通讯模块。CPU模块通过接口电路获取框架伺服电机的电流、转速和位置信号等数据,通过控制算法进行运算生成控制量对PWM进行调制,将具有一定占空比的PWM信号经隔离后送至功率放大模块以驱动电机。本发明实现了控制力矩陀螺框架伺服系统全数字化、集成化设计,减小了控制器的体积,增强了控制器的柔性,并应用先进的控制算法实现了伺服系统的高精度控制。

    一种高速磁悬浮飞轮稳定控制系统

    公开(公告)号:CN1300926C

    公开(公告)日:2007-02-14

    申请号:CN200510012231.5

    申请日:2005-07-21

    摘要: 一种高速磁悬浮飞轮稳定控制系统,包括位移传感器、位移信号接口电路、转速检测电路、磁轴承控制器和磁轴承功率放大驱动电路。磁轴承控制器包括轴向磁轴承控制器和径向磁轴承控制器,其中径向磁轴承控制器由分散PID控制模块和交叉反馈控制模块两部分组成,两模块输出之间以相互交叉并联的反馈方式相连。本发明在分散PID控制的基础上,并联引入由前向涡动滤波器和后向涡动滤波器组成的交叉反馈控制,利用前向涡动、后向涡动在频率和涡动方向上的差别,以及前向涡动、后向涡动随转速的变化规律,结合飞轮转子转速信号,对前向涡动和后向涡动同时实现相位超前补偿,从而有效提升飞轮的临界转速,同时保证磁悬浮飞轮系统在整个升、降速过程中稳定运转。

    一种高速磁悬浮飞轮稳定控制系统

    公开(公告)号:CN1738183A

    公开(公告)日:2006-02-22

    申请号:CN200510012231.5

    申请日:2005-07-21

    摘要: 一种高速磁悬浮飞轮稳定控制系统,包括位移传感器、位移信号接口电路、转速检测电路、磁轴承控制器和磁轴承功率放大驱动电路。磁轴承控制器包括轴向磁轴承控制器和径向磁轴承控制器,其中径向磁轴承控制器由分散PID控制模块和交叉反馈控制模块两部分组成,两模块输出之间以相互交叉并联的反馈方式相连。本发明在分散PID控制的基础上,并联引入由前向涡动滤波器和后向涡动滤波器组成的交叉反馈控制,利用前向涡动、后向涡动在频率和涡动方向上的差别,以及前向涡动、后向涡动随转速的变化规律,结合飞轮转子转速信号,对前向涡动和后向涡动同时实现相位超前补偿,从而有效提升飞轮的临界转速,同时保证磁悬浮飞轮系统在整个升、降速过程中稳定运转。

    一种精确补偿磁悬浮控制力矩陀螺支承刚度的磁轴承控制系统

    公开(公告)号:CN1710800A

    公开(公告)日:2005-12-21

    申请号:CN200510012133.1

    申请日:2005-07-08

    IPC分类号: H02N15/00 F16C32/04

    摘要: 一种精确补偿磁悬浮控制力矩陀螺支承刚度的磁轴承控制系统,包括飞轮本体、磁轴承功放、磁轴承控制器和自适应补偿器,自适应补偿器采集框架角速率信号、转子转速信号和转子位移信号进行自适应补偿运算后,与磁轴承控制器的输出求和后接至磁轴承功放,用于抵消框架运动时对磁悬浮转子施加的扰动力矩。本发明通过引入框架角速率信号,对磁轴承电磁铁补偿与该信号成正比的电流,实现对磁轴承刚度的相应补偿,且通过对补偿系数进行自适应调节,避免模型误差和漂移造成的补偿误差。本发明消除了框架运动时磁悬浮系统转子运动与框架系统角速率的相互影响,降低了框架转动导致的转子位移,提高了框架角速率响应速度和精度,改善了磁悬浮控制力矩陀螺的力矩输出响应速度和精度。

    一种基于二自由度电磁驱动旋转机构的紧凑型仿生眼装置

    公开(公告)号:CN110434897B

    公开(公告)日:2021-01-01

    申请号:CN201910506542.9

    申请日:2019-06-12

    发明人: 魏彤 单钟文

    IPC分类号: B25J19/04

    摘要: 一种基于二自由度电磁驱动旋转机构的紧凑型仿生眼装置,可作为人形机器人等仿生机器人的视觉传感器,主要由转子、定子铁心、绕组、角位移摄像头、球铰压块、定子连接件、相机、球铰、相机连接件、转子连接件、外球壳构成。本发明通过调节4个定子的绕组电流,驱动转子实现俯仰与偏航自由度的有限转动。本发明使用的二自由度电磁旋转机构结构紧凑,能实现人眼尺度的仿生眼装置,为仿生眼真正应用于人形机器人提供了重要基础。

    一种基于连续帧的导盲仪组合路径规划方法

    公开(公告)号:CN107402018B

    公开(公告)日:2019-09-17

    申请号:CN201710857261.9

    申请日:2017-09-21

    IPC分类号: G01C21/34

    摘要: 本发明涉及一种基于连续帧的导盲仪组合路径规划方法,在双目相机拍摄的每一帧通过对全局路径的预瞄跟踪来确定局部规划目标点,根据相机实时检测到的环境信息进行局部路径规划,输出行走方向误差角来诱导盲人行走,直到达到全局目标点。在局部路径规划中,首先对当前帧的环境信息进行栅格可视化,然后使用A*算法进行局部路径规划,最后采用二次加权的路径转换方法计算当前帧行走方向与局部规划路径的角度偏差,作为诱导盲人行走控制器的输入信息。本发明设计了一种新型的导盲仪组合路径规划方法,能够实现实时规划路径,为引导盲人在躲避障碍物的前提下、跟随盲道行走、最终到达目的地提供必要基础。

    一种基于计算机立体视觉面向导盲仪的障碍物探测方法

    公开(公告)号:CN105005999B

    公开(公告)日:2018-08-10

    申请号:CN201510494651.5

    申请日:2015-08-12

    IPC分类号: G06T7/73 G01V8/10 A61H3/06

    摘要: 一种基于计算机立体视觉面向导盲仪的障碍物探测方法,利用计算机立体视觉技术探测路面上的障碍物,得到障碍物的位置和轮廓坐标,为引导盲人行进提供必要的信息来源。本方法通过佩戴在盲人身上的双目相机同时采集路面图像,利用特征提取算法提取双目图像中的特征点,并进行特征点匹配;再计算匹配点在左相机坐标系下的三维坐标,根据匹配点三维坐标使用随机一致性算法计算出路面平面方程;最终根据路面平面方程区分出障碍物区域,计算其位置和轮廓的坐标,为帮助盲人行进提供必要信息。本发明为盲人出行提供路面障碍信息,提高盲人出行的安全性,适用于导盲仪引导盲人出行。