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龍圖騰網(wǎng)恭喜南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)大學(xué)申請(qǐng)的專(zhuān)利一種智能實(shí)時(shí)調(diào)平裝置及其控制方法獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專(zhuān)利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專(zhuān)利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN113721669B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-04-15發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?專(zhuān)利號(hào)為：202111049484.5，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G05D3/20；該發(fā)明授權(quán)一種智能實(shí)時(shí)調(diào)平裝置及其控制方法是由李唐;王立慧;徐曼;馬定奎;桑銳設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2021-09-08向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專(zhuān)利申請(qǐng)。

本一種智能實(shí)時(shí)調(diào)平裝置及其控制方法在說(shuō)明書(shū)摘要公布了：本發(fā)明公開(kāi)了一種智能實(shí)時(shí)調(diào)平裝置及其控制方法，包括底座和位于底座上方的橫搖機(jī)構(gòu)、縱搖機(jī)構(gòu)、負(fù)載安裝平臺(tái)。底座內(nèi)安裝有控制裝置，橫搖機(jī)構(gòu)包括安裝于殼體頂端且與殼體一體式鑄造的橫搖支架、位于橫搖支架的外側(cè)且與橫搖支架貫通的橫搖軸套筒以及位于橫搖軸套筒內(nèi)的橫搖組件，縱搖機(jī)構(gòu)包括安裝于殼體上方的縱搖支架、位于縱搖支架外側(cè)且與縱搖支架貫通的縱搖軸套筒以及位于縱搖軸套筒內(nèi)的縱搖組件。通過(guò)橫搖編碼器和縱搖編碼器將采集到的傾斜角度分別傳輸?shù)娇刂破鳎刂破鞣謩e控制橫搖伺服電機(jī)和縱搖伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，使整體橫搖組件所在的橫搖軸和整體縱搖組所在的縱搖軸達(dá)到指定位置，從而帶動(dòng)縱搖支架運(yùn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)負(fù)載安裝平臺(tái)的調(diào)平。

本發(fā)明授權(quán)一種智能實(shí)時(shí)調(diào)平裝置及其控制方法在權(quán)利要求書(shū)中公布了：1.一種智能實(shí)時(shí)調(diào)平裝置及其控制方法，其特征在于，包括：底座（100），包括殼體（110）、分別設(shè)置在殼體（110）外側(cè)端面的電源插座（120）和通信插座（130）以及設(shè)置在殼體（110）內(nèi)部的控制器（140）、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元（150）、傾角儀（160）和穩(wěn)壓電源（170），所述控制器（140）、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元（150）和電源插座（120）分別與穩(wěn)壓電源（170）電性連接；橫搖機(jī)構(gòu)（200），包括安裝于殼體（110）頂端且與殼體（110）一體式鑄造的橫搖支架（210）、位于橫搖支架（210）的外側(cè)且與橫搖支架（210）貫通的橫搖軸套筒（220）以及位于橫搖軸套筒（220）內(nèi)的橫搖組件（230），所述橫搖組件（230）包括由外向內(nèi)依次連接的橫搖編碼器（230-1）、橫搖伺服電機(jī)（230-2）和橫搖減速機(jī)（230-3），所述橫搖伺服電機(jī)（230-2）為雙軸伸電機(jī)，其中一個(gè)輸出軸與橫搖編碼器（230-1）連接，另一個(gè)輸出軸與橫搖減速機(jī)（230-3）的輸入端連接，所述橫搖減速機(jī)（230-3）的橫搖輸出軸（230-3a）向內(nèi)延伸到橫搖支架（210）的內(nèi)空腔體內(nèi)；縱搖機(jī)構(gòu)（300），包括安裝于殼體（110）上方的縱搖支架（310）、位于縱搖支架（310）外側(cè)且與縱搖支架（310）貫通的縱搖軸套筒（320）以及位于縱搖軸套筒（320）內(nèi)的縱搖組件（330），所述縱搖支架（310）包括與橫搖支架（210）平行設(shè)置的第一連接部（310-1）以及與第一連接部（310-1）一端部垂直設(shè)置的第二連接部（310-2），所述縱搖組件（330）包括由外向內(nèi)依次連接的縱搖編碼器（330-1）、縱搖伺服電機(jī)（330-2）和縱搖減速機(jī)（330-3），所述縱搖伺服電機(jī)（330-2）為雙軸伸電機(jī)，其中一個(gè)輸出軸與縱搖編碼器（330-1）固定連接，另一個(gè)輸出軸與縱搖減速機(jī)（330-3）的輸入端固定連接，所述縱搖減速機(jī)（330-3）的縱搖輸出軸向內(nèi)延伸到第二連接部（310-2）的內(nèi)空腔體內(nèi)；所述橫搖機(jī)構(gòu)（200）還包括安裝在第一連接部（310-1）靠近橫搖支架（210）的一端外壁上的橫搖連接軸（240），所述橫搖連接軸（240）的另一端貫穿橫搖支架（210）的外壁與橫搖減速機(jī)（230-3）的橫搖輸出軸（230-3a）連接；負(fù)載安裝平臺(tái)（400），位于殼體（110）的上方且第二連接部（310-2）的內(nèi)側(cè)外壁，其頂端開(kāi)設(shè)有第一安裝孔（410），所述負(fù)載安裝平臺(tái)（400）與第二連接部（310-2）以及第一連接部（310-1）與橫搖支架（210）之間均通過(guò)法蘭連接；所述縱搖機(jī)構(gòu)（300）還包括安裝在所述負(fù)載安裝平臺(tái)（400）靠近第二連接部（310-2）一端外壁上的縱搖連接軸，所述縱搖連接軸的另一端貫穿第二連接部（310-2）的外壁與縱搖減速機(jī)（330-3）的縱搖輸出軸連接；其中，所述橫搖編碼器（230-1）、縱搖編碼器（330-1）、傾角儀（160）和通信插座（130）分別通過(guò)導(dǎo)線與控制器（140）的輸入端相連，所述橫搖伺服電機(jī)（230-2）和縱搖伺服電機(jī)（330-2）分別通過(guò)導(dǎo)線與控制器（140）的輸出端相連;所述控制方法包括如下步驟：1）指令接受：控制器（140）通過(guò)RS422串口或網(wǎng)口接收上位機(jī)指令；2）數(shù)據(jù)采集：橫搖編碼器（230-1）、縱搖編碼器（330-1）以及傾角儀（160）采集的船搖角度和速度數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂破鳎?40）；3）算法實(shí)現(xiàn)：控制器（140）根據(jù)接收到的目標(biāo)角度和當(dāng)前角度、速度，對(duì)橫搖伺服電機(jī)（230-2）和縱搖伺服電機(jī)（330-2）進(jìn)行算法控制；4）電機(jī)驅(qū)動(dòng)：控制器（140）分別控制橫搖電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元和縱搖電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，從而控制橫搖伺服電機(jī)（230-2）和縱搖伺服電機(jī)（330-2），控制器（140）完成橫搖伺服電機(jī)（230-2）和縱搖伺服電機(jī)（330-2）位置環(huán)閉環(huán)控制，電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元（150）完成速度環(huán)和電流環(huán)閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)負(fù)載安裝平臺(tái)（400）的調(diào)平；5）全自動(dòng)監(jiān)測(cè)：上位機(jī)軟件通過(guò)接入通信插座（130）進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，通過(guò)狀態(tài)監(jiān)控功能，實(shí)時(shí)顯示調(diào)平狀態(tài)；所述步驟3）中算法控制為復(fù)合PI算法控制，包括如下步驟：1）根據(jù)調(diào)平裝置工作原理，確定伺服系統(tǒng)原理框圖；2）復(fù)合控制設(shè)計(jì)；所述復(fù)合PI算法控制為基于前饋補(bǔ)償和PI相結(jié)合的復(fù)合控制策略，2-1）求前饋輸出信號(hào)為， （1）式中，為目標(biāo)角度信號(hào)，為傳遞函數(shù)；2-2）求前饋補(bǔ)償控制器總控制輸出為， （2）式中，為PI控制輸出，為前饋控制輸出；2-3）將控制器總控制輸出寫(xiě)成離散形式， （3）式中，為PI控制器輸出，為饋控制輸出；2-4）將目標(biāo)角度與當(dāng)前角度比較得到目標(biāo)角度與當(dāng)前角度的差值，差值作PI運(yùn)算得到PI控制器輸出，加上傾角儀測(cè)得的當(dāng)前船搖速度作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元（150）的輸入信號(hào)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元（150）完成伺服控制的速度環(huán)和電流環(huán)控制再驅(qū)動(dòng)橫搖伺服電機(jī)（230-2）和縱搖伺服電機(jī)（330-2）動(dòng)作。

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