括第一位置测量装置(图中未示出)，用于测量被控移动平台100的纵向位置。
[0045]此外，作为一种可选方案，横向导轨20可包括第二位置测量装置(图中未示出)，用于测量纵向导轨10的横向位置。
[0046]在一些实现方式中，第一位置测量装置和第二位置测量装置例如可以包括磁栅尺。
[0047]在一些可选方案中，本实施例的系统还可以包括控制器(图中未示出)。控制器可用于基于第一位置测量装置测量得到的纵向位置与目标纵向位置之差调节驱动装置施加到钢丝绳组30上的拉力。此外，控制器还可用于基于第二位置测量装置测量得到的横向位置与目标横向位置之差调节驱动装置施加到钢丝绳组30上的拉力。
[0048]例如，在一些实现方式中，控制器可以基于第一位置测量装置测量得到的纵向位置与目标纵向位置之差，生成控制驱动电机413-443输出力矩的控制信号，进而通过调节施加至钢丝绳组30上的拉力，来使被控移动平台100移动到指定的纵向位置。
[0049]类似地，在一些实现方式中，控制器还可以基于第二位置测量装置测量得到的横向位置与目标横向位置之差，生成控制驱动电机413-443输出力矩的控制信号，进而通过调节施加至钢丝绳组30上的拉力，来使被控移动平台100随纵向导轨20 —起，移动到指定的横向位置。
[0050]参见图2所示，为利用本申请实施例的基于钢丝绳传动的位置控制系统来使被控移动平台移动到指定位置的一种应用场景的示意性流程图。
[0051]首先，在步骤201中，对基于钢丝绳传动的位置控制系统进行初始化。初始化主要分为两个组成部分:首先，驱动电机可通过网络集线器与控制计算机相连，控制计算机要接收到驱动电机初始化结束且处于正常工作状态，才能开始运行。其次，完成对所有运动状态采集信号(例如，被控移动平台100的运动状态、位置信息等)的读取，为了保证系统能正常工作，应完成如上所述的两个部分的初始化。在一些应用场景中，假如某一个驱动电机或采集信号无法初始化，控制计算机均显示初始化失败。
[0052]接着，在步骤202中，对各驱动电机413-443进行同步。通过同步，可以使各驱动电机同时经驱动轮向钢丝绳输出控制力。
[0053]接着，在步骤203中，对钢丝绳组30进行预紧力控制。在这里，预紧力控制是指，使得钢丝绳组30中的各钢丝绳31、32处于紧绷状态。
[0054]预紧力控制是通过安装在各驱动电机输出轴上的力矩传感器来测量由钢丝绳31或32作用到驱动轮上的实际预紧力，该预紧力与预紧力指令进行比较得出预紧力误差值，该误差值通过控制器(例如，比例微分积分控制器)解算出各个驱动电机的控制电流，从而实现对钢丝绳预紧力的控制。在本步骤的预紧力控制中，还保持被控移动平台100的相对位置不变。
[0055]接着，控制器(例如，比例微分积分控制器)根据被控移动平台100的目标位置(例如，可以包括目标纵向位置和目标横向位置)和当前位置的偏差，各驱动电机413-443的输出力矩，使其产生对钢丝绳的拉力，并带动被控移动平台100朝着目标位置移动。当被控移动平台100的实际位置与目标位置重合时，可认为位置控制达到设定目标，此时，可结束对被控移动平台的位置控制。
[0056]在本申请的设备和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解、组合和/或分解后重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。同时，在上面对本申请具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
[0057]应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
[0058]虽然已经详细说明了本申请及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本申请的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本申请的公开内容将容易理解，根据本申请可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。
【主权项】
1.一种基于钢丝绳传动的位置控制系统，其特征在于，包括纵向导轨、横向导轨、钢丝绳组和驱动装置； 所述纵向导轨与所述横向导轨滑动连接； 所述钢丝绳组与被控移动平台和所述驱动装置连接，并基于所述驱动装置输出的驱动力带动所述被控移动平台沿所述纵向导轨移动。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括滑块: 所述纵向导轨通过所述滑块与所述横向导轨滑动连接； 所述钢丝绳组还基于所述驱动装置输出的驱动力带动所述纵向导轨沿所述横向导轨移动。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述驱动装置包括第一纵向驱动单元和第二纵向驱动单元； 所述第一纵向驱动单元通过所述钢丝绳组向所述被控移动平台提供竖直向上的拉力； 所述第二纵向驱动单元通过所述钢丝绳组向所述被控移动平台提供竖直向下的拉力。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述驱动装置包括第一水平驱动单元和第二水平驱动单元； 所述第一水平驱动单元通过所述钢丝绳组向所述纵向导轨提供水平向左的拉力； 所述第二水平驱动单元通过所述钢丝绳组向所述纵向导轨提供水平向右的拉力。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于: 所述第一纵向驱动单元包括第一驱动组件和第二驱动组件； 所述第一驱动组件包括第一滑轮、第一驱动轮和第一驱动电机，所述第一驱动电机包括第一输出轴； 所述第二驱动组件包括第二滑轮、第二驱动轮和第二驱动电机，所述第二驱动电机包括第二输出轴； 所述钢丝绳组包括平行的第一钢丝绳和第二钢丝绳； 所述第一钢丝绳的上端经所述第一滑轮与所述第一驱动轮固连，所述第二钢丝绳的上端经所述第二滑轮与所述第二驱动轮固连； 所述第一输出轴与所述第一驱动轮的轴心固连，并带动所述第一驱动轮旋转，所述第二输出轴与所述第二驱动轮的轴心固连，并带动所述第二驱动轮旋转； 所述第二纵向驱动单元包括第三驱动组件和第四驱动组件； 所述第三驱动组件包括第三滑轮、第三驱动轮和第三驱动电机，所述第三驱动电机包括第三输出轴； 所述第四驱动组件包括第四滑轮、第四驱动轮和第四驱动电机，所述第四驱动电机包括第四输出轴； 所述第一钢丝绳的下端经所述第三滑轮与所述第三驱动轮固连，所述第二钢丝绳的下端经所述第四滑轮与所述第四驱动轮固连； 所述第三输出轴与所述第三驱动轮的轴心固连，并带动所述第三驱动轮旋转，所述第四输出轴与所述第四驱动轮的轴心固连，并带动所述第四驱动轮旋转。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于: 所述第一水平驱动单元包括所述第一驱动组件和所述第三驱动组件； 所述第二水平驱动单元包括所述第二驱动组件和所述第四驱动组件。7.根据权利要求1-6任意一项所述的基于钢丝绳传动的位置控制系统，其特征在于，所述纵向导轨包括第一位置测量装置，用于测量所述被控移动平台的纵向位置。8.根据权利要求7所述的基于钢丝绳传动的位置控制系统，其特征在于，所述横向导轨包括第二位置测量装置，用于测量所述纵向导轨的横向位置。9.根据权利要求8所述的基于钢丝绳传动的位置控制系统，其特征在于，所述第一位置测量装置和所述第二位置测量装置包括磁栅尺。10.根据权利要求8或9所述的系统，其特征在于，还包括控制器； 所述控制器用于基于所述第一位置测量装置测量得到的纵向位置与目标纵向位置之差调节所述驱动装置施加到所述钢丝绳组上的拉力； 所述控制器还用于基于所述第二位置测量装置测量得到的横向位置与目标横向位置之差调节所述驱动装置施加到所述钢丝绳组上的拉力。
【专利摘要】本申请涉及一种基于钢丝绳传动的位置控制系统，包括纵向导轨、横向导轨、钢丝绳组和驱动装置；纵向导轨与横向导轨滑动连接；钢丝绳组与被控移动平台和驱动装置连接，用于基于驱动装置输出的驱动力带动被控移动平台沿纵向导轨移动。根据本申请的方案，可精确控制被控移动平台的纵向和横向位置。
【IPC分类】G05D3/12
【公开号】CN104932553
【申请号】CN201510300331
【发明人】郭全, 焦宗夏, 严亮, 尚耀星
【申请人】北京航空航天大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月3日