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基于关节空间位形优选的稳定平台运动学标定
1
作者
田文杰
霍明帅
+1 位作者
张熙临
张相鹏
《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期489-500,共12页
船舶姿态稳定平台装载作业时,其作业精度必须要满足工程实际的需要.传统的方法难以建立包含全部误差源的误差模型,因而针对3-UPS&S姿态稳定平台的运动学标定问题,从关节空间的角度切入,建立了基于驱动关节等效误差的模型,并开展了...
船舶姿态稳定平台装载作业时,其作业精度必须要满足工程实际的需要.传统的方法难以建立包含全部误差源的误差模型,因而针对3-UPS&S姿态稳定平台的运动学标定问题,从关节空间的角度切入,建立了基于驱动关节等效误差的模型,并开展了基于关节空间的位形优选工作.首先,使用伪误差理论建立了驱动关节等效误差模型,其将稳定平台工作空间各维度相互耦合的姿态误差解耦并转化为关节空间等效驱动关节误差,并借助4阶幂多项式将后者描述为随位形变化的函数,从而构建了稳定平台整机误差辨识模型.其次,采用三坐标测量臂制定姿态误差测量方案,建立可解耦至关节空间的参数辨识方法,并开展离线辨识和误差实时在线补偿.在解耦至关节空间参数辨识的基础上,着重研究如何在关节空间中开展测量位形优选工作,以提升平台的姿态补偿精度.通过对各驱动杆离散化处理获得稳定平台的可达工作范围,而后基于残差分析理论定义了位形优选指标,并采用Exchange-Add-Exchange算法对位形优选的约束问题进行优化分析,利用计算机开展仿真实验获取了最佳测量位形.最后,根据测量方案,采用三坐标测量臂获取样机姿态误差数据并开展误差补偿实验,验证所提方法的正确性和有效性.实验结果表明,稳定平台的姿态体积精度由标定前的0.487°降低为0.065°.
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关键词
姿态
稳定
平台
运动学标定
等效模型
关节空间位形优选
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职称材料
基于RBF神经网络的 3-UPS/S稳定平台运动学标定
被引量：
2
2
作者
田文杰
赵堃
+2 位作者
张熙临
王丽娜
张相鹏
《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期985-997,共13页
三自由度并联构型稳定平台常用作船载稳定平台对船舶扰动进行补偿,姿态精度是并联构型姿态稳定平台的重要性能指标,由于机构中各项几何与非几何误差源之间具有强耦合、非线性等特点,难以建立包含全部误差源的误差模型用于运动学标定.针...
三自由度并联构型稳定平台常用作船载稳定平台对船舶扰动进行补偿,姿态精度是并联构型姿态稳定平台的重要性能指标,由于机构中各项几何与非几何误差源之间具有强耦合、非线性等特点,难以建立包含全部误差源的误差模型用于运动学标定.针对该问题,本文提出了一种基于等效误差模型以及RBF神经网络的关节空间误差补偿方法,该方法首先基于伪误差理论将因几何、非几何误差引起的机构动平台姿态误差等效视为仅由驱动关节杆长误差所引起,进而采用RBF神经网络建立了名义驱动关节变量与驱动关节杆长伪误差之间的非线性映射模型.此后,为提升网络泛化性能与动平台姿态误差预测精度,针对性地设计了一种二级分层网络训练方法,下层构建网络线性结构,上层采用粒子群优化(PSO)算法同步全局优化网络扩展常数与正则化参数.最后,采用PSO-RBF在3-UPS/S并联姿态稳定平台上开展了关节空间等效误差预测仿真和作业空间误差补偿实验研究,结果表明,本文所提方法具有高度的灵活性和适用性,可高精度刻画名义驱动变量与驱动关节杆长伪误差之间的映射关系,且网络输出变量可直接用于运动学标定,关节空间中的杆长精度提升了93.6%,作业空间中的姿态精度提升了92.3%,有效提升了标定效率与精度,验证了所提方法的正确性和有效性.
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关键词
姿态
稳定
平台
运动学标定
伪误差模型
RBF神经网络
PSO算法
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职称材料
一种双轴姿态稳定平台的设计与实现
3
作者
吕天慧
蔡志娟
+2 位作者
朱红
朱如意
陈灿辉
《计算机测量与控制》
2016年第2期213-215,共3页
机载姿态稳定平台可隔离载体角运动、精确跟踪当地水平面,因此在航空遥感领域中有着广泛的应用前景;通过以微惯性传感器作为主要测量元件,以步进电机作为执行机构,构建了一种双轴姿态稳定平台,进行姿态的闭环控制,克服了传统陀螺稳定平...
机载姿态稳定平台可隔离载体角运动、精确跟踪当地水平面,因此在航空遥感领域中有着广泛的应用前景;通过以微惯性传感器作为主要测量元件,以步进电机作为执行机构,构建了一种双轴姿态稳定平台,进行姿态的闭环控制,克服了传统陀螺稳定平台造价昂贵、设计复杂的特点;试验测试结果表明,该平台可以实现对当地水平面的精确跟踪。
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关键词
微惯性器件
双轴
姿态
稳定
平台
遥感
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职称材料
题名
基于关节空间位形优选的稳定平台运动学标定
1
作者
田文杰
霍明帅
张熙临
张相鹏
机构
天津大学海洋科学与技术学院
天津大学机械工程学院
出处
《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期489-500,共12页
基金
国家重点研发计划资助项目(2022YFC3006000).
文摘
船舶姿态稳定平台装载作业时,其作业精度必须要满足工程实际的需要.传统的方法难以建立包含全部误差源的误差模型,因而针对3-UPS&S姿态稳定平台的运动学标定问题,从关节空间的角度切入,建立了基于驱动关节等效误差的模型,并开展了基于关节空间的位形优选工作.首先,使用伪误差理论建立了驱动关节等效误差模型,其将稳定平台工作空间各维度相互耦合的姿态误差解耦并转化为关节空间等效驱动关节误差,并借助4阶幂多项式将后者描述为随位形变化的函数,从而构建了稳定平台整机误差辨识模型.其次,采用三坐标测量臂制定姿态误差测量方案,建立可解耦至关节空间的参数辨识方法,并开展离线辨识和误差实时在线补偿.在解耦至关节空间参数辨识的基础上,着重研究如何在关节空间中开展测量位形优选工作,以提升平台的姿态补偿精度.通过对各驱动杆离散化处理获得稳定平台的可达工作范围,而后基于残差分析理论定义了位形优选指标,并采用Exchange-Add-Exchange算法对位形优选的约束问题进行优化分析,利用计算机开展仿真实验获取了最佳测量位形.最后,根据测量方案,采用三坐标测量臂获取样机姿态误差数据并开展误差补偿实验,验证所提方法的正确性和有效性.实验结果表明,稳定平台的姿态体积精度由标定前的0.487°降低为0.065°.
关键词
姿态
稳定
平台
运动学标定
等效模型
关节空间位形优选
Keywords
orientation stable platform
kinematics calibration
equivalent model
configuration optimization of joint space
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于RBF神经网络的 3-UPS/S稳定平台运动学标定
被引量：
2
2
作者
田文杰
赵堃
张熙临
王丽娜
张相鹏
机构
天津大学海洋科学与技术学院
天津大学机械工程学院
出处
《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期985-997,共13页
基金
天津市企业科技特派员项目(20YDTPJC01010)
国家重点研发计划资助项目(2022YFC3006000)。
文摘
三自由度并联构型稳定平台常用作船载稳定平台对船舶扰动进行补偿,姿态精度是并联构型姿态稳定平台的重要性能指标,由于机构中各项几何与非几何误差源之间具有强耦合、非线性等特点,难以建立包含全部误差源的误差模型用于运动学标定.针对该问题,本文提出了一种基于等效误差模型以及RBF神经网络的关节空间误差补偿方法,该方法首先基于伪误差理论将因几何、非几何误差引起的机构动平台姿态误差等效视为仅由驱动关节杆长误差所引起,进而采用RBF神经网络建立了名义驱动关节变量与驱动关节杆长伪误差之间的非线性映射模型.此后,为提升网络泛化性能与动平台姿态误差预测精度,针对性地设计了一种二级分层网络训练方法,下层构建网络线性结构,上层采用粒子群优化(PSO)算法同步全局优化网络扩展常数与正则化参数.最后,采用PSO-RBF在3-UPS/S并联姿态稳定平台上开展了关节空间等效误差预测仿真和作业空间误差补偿实验研究,结果表明,本文所提方法具有高度的灵活性和适用性,可高精度刻画名义驱动变量与驱动关节杆长伪误差之间的映射关系,且网络输出变量可直接用于运动学标定,关节空间中的杆长精度提升了93.6%,作业空间中的姿态精度提升了92.3%,有效提升了标定效率与精度,验证了所提方法的正确性和有效性.
关键词
姿态
稳定
平台
运动学标定
伪误差模型
RBF神经网络
PSO算法
Keywords
attitude stabilized platform
kinematics calibration
pseudo-error model
RBF neural network
PSO algorithm
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
一种双轴姿态稳定平台的设计与实现
3
作者
吕天慧
蔡志娟
朱红
朱如意
陈灿辉
机构
中国运载火箭技术研究院研究与发展中心
中国运载火箭技术研究院第十八研究所
出处
《计算机测量与控制》
2016年第2期213-215,共3页
文摘
机载姿态稳定平台可隔离载体角运动、精确跟踪当地水平面,因此在航空遥感领域中有着广泛的应用前景;通过以微惯性传感器作为主要测量元件,以步进电机作为执行机构,构建了一种双轴姿态稳定平台,进行姿态的闭环控制,克服了传统陀螺稳定平台造价昂贵、设计复杂的特点;试验测试结果表明,该平台可以实现对当地水平面的精确跟踪。
关键词
微惯性器件
双轴
姿态
稳定
平台
遥感
Keywords
micro--inertial devices
two--axis attitude stabilized platform
aero remote sensing
分类号
TH703 [机械工程—仪器科学与技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于关节空间位形优选的稳定平台运动学标定
田文杰
霍明帅
张熙临
张相鹏
《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
基于RBF神经网络的 3-UPS/S稳定平台运动学标定
田文杰
赵堃
张熙临
王丽娜
张相鹏
《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
下载PDF
职称材料
3
一种双轴姿态稳定平台的设计与实现
吕天慧
蔡志娟
朱红
朱如意
陈灿辉
《计算机测量与控制》
2016
0
下载PDF
职称材料
已选择
0
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