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龙图腾网获悉北京机械设备研究所申请的专利一种有限空间无人平台的机构运动控制装置和方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115268255B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2024-07-19发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202110474484.3，技术领域涉及：G05B11/42；该发明授权一种有限空间无人平台的机构运动控制装置和方法是由李哲峰;刘本勇;汪晓军;韩士玉设计研发完成，并于2021-04-29向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种有限空间无人平台的机构运动控制装置和方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种有限空间无人平台的机构运动控制装置和方法，属于机构运动控制技术领域，解决了现有技术中无法安装位置传感器的环境下机构低速运动和运动误差大的问题。包括：举升机构、平移机构和控制组件；其中举升机构通过连接件与负载固连；平移机构带动举升机构运动；举升和平移机构分别包括举升和平移电机；控制组件用于实时读取电机转子位置，与目标位置相减得出实时位置偏差；用于基于位置偏差结合分段PID加前馈的复合控制算法，计算得到指令数据；还用于将指令数据转换成模拟电压控制电机的转动方向，驱动机构带动负载在垂直、水平方向运动。实现了有限空间内机构运动的半闭环控制，提高了控制精度和响应速度，缩短了机构运动到位时间。

本发明授权一种有限空间无人平台的机构运动控制装置和方法在权利要求书中公布了：1.一种有限空间无人平台的机构运动控制装置，其特征在于，包括举升机构、平移机构和控制组件；其中，所述举升机构通过连接件与负载固连；所述平移机构带动所述举升机构运动；所述举升机构包括举升电机；所述平移机构包括平移电机；所述控制组件，用于实时读取所述举升电机或所述平移电机的转子位置，与目标位置相减得出实时的位置偏差；以及，用于基于所述位置偏差结合分段PID加前馈的复合控制算法，计算得到举升指令数据或平移指令数据；所述控制组件，还用于将所述举升指令数据转换成模拟电压控制所述举升电机的转动方向，驱动所述举升机构带动所述负载在垂直方向运动；以及将所述平移指令数据转换成模拟电压控制所述平移电机的转动方向，驱动所述平移机构带动所述负载在水平方向运动；所述控制组件中所述分段PID加前馈的复合控制算法，输入值是所述举升电机或所述平移电机的转子位置与目标位置相减得出的位置偏差，根据与分段PID的阈值，的比较结果，使用对应的分段PID传递函数，得到输出值，再与前馈复合指令传递函数的输出值相加，作为最终的输出指令数据；所述分段PID传递函数和所述前馈复合指令传递函数是微分函数，经过拉普拉斯变换得到线性函数，转换后的分段PID传递函数是：①当时，传递函数=，其中，、为常数；②当时，传递函数=，其中，、、、为常数；③当时，传递函数=，其中，、、、为常数；转换后的前馈复合指令传递函数是：前馈复合指令传递函数=，其中，、为常数；所述分段PID传递函数以及前馈复合指令传递函数中的常数先根据仿真计算结果设置初始值，再基于所述初始值，在实际环境中定时获取转子位置，与目标位置相减得出实时的位置偏差，绘制位置偏差曲线图，其中横轴表示时间，纵轴表示位置偏差；位置偏差曲线逐渐收敛最终停止在0位上，曲线超调量不大于20%，振荡次数不超过2次，逐步优化得到常数的值；所述举升机构和所述平移机构采用双侧支撑定位、单驱动的结构形式，其中：所述举升机构还包括：举升联轴器、举升滚动导轨、举升滚动丝杠，所述举升滚动导轨上设置有举升滑块，所述连接件一侧与所述负载连接，一侧与所述举升滑块连接；所述举升电机通过所述举升联轴器与所述举升滚动丝杠连接，当所述举升电机转动，带动所述举升滚动丝杠旋转，推动所述举升滑块移动，所述举升滑块带动所述负载一起运动；所述平移机构还包括：平移联轴器、平移滚动导轨、平移滚动丝杠，所述平移滚动导轨上设置有平移滑块，所述平移滑块上设置有垂直卡槽，用来放置所述举升滚动导轨；所述平移电机通过所述平移联轴器与所述平移滚动丝杠连接，当所述平移电机转动，带动所述平移滚动丝杠旋转，推动所述平移滑块移动，所述平移滑块带动所述举升机构和所述负载一起运动；所述控制组件包括：直流电源模块，控制板，驱动器，其中，所述直流电源模块用于转换电源，所述控制板上安装有片上计算机，所述片上计算机内部安装有嵌入式软件，用于数据通信、信息采集、信号处理和预设流程，所述驱动器用于将控制板的输出信号转换成驱动电机的电压信号；所述有限空间无人平台是一个箱式封闭结构，所述控制组件设置在装置的下端，与所述举升电机、所述平移电机通过电缆连接；所述无人平台还包括上限到位开关、下限到位开关，左限到位开关、右限到位开关；其中，所述上限到位开关、所述下限到位开关设置在所述举升机构在垂直方向的极限位置上，所述左限到位开关、所述右限到位开关设置在所述平移机构在水平方向的极限位置上；当所述举升机构或所述平移机构运动至极限位置时，触发对应的到位开关发送反馈信号，所述控制组件接收到所述反馈信号，切断对应的举升电机或平移电机的供电，对应的机构停止运动。

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