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[发明专利]抑制载体扰动的大型天文望远镜目标图像稳定系统及方法-CN202111458944.X有效
发明人：马荣崎;王强;夏运霞;黄永梅;袁嘉唯;张桐;王志文;张清明;刘翔;包启亮;谭毅;任戈 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2021-12-01 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： G06F17/11 文献下载
摘要：本发明公开了一种抑制载体扰动的大型天文望远镜目标图像稳定系统及方法，本发明区别于目前大型天文望视轴稳定方法中广泛采用的，双环控制，模型补偿稳定等图像稳定方法，在粗探测器中引入了快速反射镜，进一步提高粗探测器图像的稳定精度。这种稳定方法，还包括陀螺仪，粗探测器相机，以及快速反射镜。本发明解决了由于平台运动造成的粗探测器图模糊抖动，目标提取不稳定的问题，极大提高了运动平台下，探测器图像的稳定精度，简化了目标图像稳定系统的设计步骤。这种新型的抑制载体扰动的大型天文望远镜高精度目标图像稳定方法设计步骤简单，便于工程实现。
抑制载体扰动大型天文望远镜目标图像稳定系统方法

[发明专利]一种球形电机驱动的T型光电跟踪转台-CN202310805315.2在审
发明人：毛耀;张兵;代旺;缪礼;谭毅;包启亮;任戈 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2023-07-03 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： H02S20/32 文献下载
摘要：本发明公开了一种球形电机驱动的T型光电跟踪转台，属于光电跟踪设备领域。该跟踪转台包括基座、球形电机、中间平台、左右边壳、工作组件。基座上安装有球形电机定子，球形电机转子上安装中间平台，中间平台两端安装左右边壳，左右边壳中安装工作组件。该光电跟踪转台结合球形电机体积小、隔振能力强、摩擦小、多自由运动以及T型跟踪转台扩展性好、负载能力强的优势，能实现对目标的无盲区跟踪，使光电跟踪转台具有更强的环境适应能力，以满足不同跟踪任务的需求。
一种球形电机驱动光电跟踪转台

[发明专利]一种基于自适应误差观测器的光电跟踪系统控制方法-CN202310815933.5在审
发明人：毛耀;夏文强;缪礼;包启亮 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2023-07-05 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于自适应误差观测器的光电跟踪系统控制方法，主要用于提升系统对未知变化输入信号的跟踪能力和系统对未知时变窄带扰动的抑制能力，提高光电跟踪系统的跟踪精度。本发明通过先建立误差观测器结构观测输入与扰动的和信号，再从频域辨识观测信号，最后实时、在线地调整控制器参数，从而减小系统的跟踪误差。本发明可以同时解决系统的跟踪问题和抗扰问题，并且在输入和扰动未知且变化的条件下，对于观测信号进行频域辨识分析，进而自适应地改变控制器参数，提升系统对于运动目标的跟踪能力和对于复杂环境扰动的抑制能力。
一种基于自适应误差观测器光电跟踪系统控制方法

[发明专利]一种运动平台激光通信终端的紧凑型轻量化设计方法-CN202110391012.1有效
发明人：李锦英;夏华阳;夏运霞;黄永梅;包奇红;马浩统;陈科;包启亮;秦聪明;袁良柱 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2021-04-12 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： H04B10/50 文献下载
摘要：本发明公开了一种运动平台激光通信终端的紧凑轻量型设计方法，本方法主要通过将传统旋转双棱镜设计成周期性锯齿状结构，在周期性锯齿状旋转双棱镜结构中，光束通过第一锯齿状旋转棱镜、第二锯齿状旋转棱镜，产生光束偏转。第一电机和第二电机分别带动第一锯齿状旋转棱镜和第二锯齿状旋转棱镜独立绕轴偏转，使得光束按照给定的偏转角和方位角出射。周期性锯齿状旋转双棱镜结构在保证一定偏转角度和有效通光口径的前提下，能够大幅减小旋转双棱镜的体积和重量。同时避免了微观光栅结构的衍射问题，使光束具有更高的透过率和更高的偏转精度。
一种运动平台激光通信终端紧凑型量化设计方法

[发明专利]一种基于混合控制集的永磁同步电机模型预测电流控制方法-CN202310676465.8在审
发明人：毛耀;朱进聪;段倩文;包启亮 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2023-06-08 - 公布日： 2023-08-11 - 主分类号： H02P21/22 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于混合控制集的永磁同步电机模型预测电流控制方法，所述方法主要包括以下步骤：基于Heun方法离散化的永磁同步电机数学模型；选取每个扇区相邻两个有效电压矢量和一个零电压矢量作为初始控制集，计算对应的定子电流斜率，基于无差拍控制求解对应的理想作用时间；根据不同的时间范围，得到不同的电压矢量组合及其实际作用时间；合成期望电压矢量，通过由最大电流误差组成的代价函数，优化得到最优作用电压矢量组合；进而计算PWM三相占空比，用于控制逆变器的开关状态。所述方法的混合控制集由多个初始控制集组成。本发明相比于传统基于单一控制集的模型预测电流控制方法，有效地减少了dq轴电流脉动，提高了相电流输出质量。
一种基于混合控制永磁同步电机模型预测电流方法

[发明专利]永磁同步电机伺服系统及永磁同步电机扰动优化抑制方法-CN202310067072.7在审
发明人：温飘;李锦英;陈兴龙;张清明;马荣崎;陈科;包启亮 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2023-02-06 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： H02P21/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种永磁同步电机伺服系统及永磁同步电机扰动优化抑制方法，永磁同步电机伺服系统包括数字控制器(1)、功率驱动器(2)、电流传感器(3)、永磁同步电机(4)和角位置传感器(5)；数字控制器(1)由电流控制器(101)、复合速度控制器(102)、位置控制器(103)和颤震信号发生器(104)组成；复合速度控制器(102)由第一速度控制器(1001)、扩张状态观测器(1002)和迭代学习控制器(1003)组成。本发明不依赖于精确的电机模型即可观测永磁同步电机在快速运行过程中受到的非线性摩擦力矩、齿槽力矩等扰动，将观测出的扰动力矩补偿至闭环系统，同时克服低速情况下死区非线性引起的极限环振荡，增强控制器的低频扰动抑制能力，提高电机跟踪精度。
永磁同步电机伺服系统扰动优化抑制方法

[发明专利]一种基于扩张状态的参数自整定卡尔曼滤波器设计方法-CN202211531483.9在审
发明人：毛耀;孙敏行;申庆瑜;王俊喆;包启亮 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2022-12-01 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： G06F17/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于扩张状态的参数自整定卡尔曼滤波器设计方法，用于降低滤波器对非线性、变轨迹运动目标进行状态估计时的估计误差，增强滤波曲线平滑性，满足更高精度的目标跟踪需求。传统的卡尔曼滤波虽能实现在高斯噪声下的最优估计，但它仅适用于线性的被跟踪目标状态方程，且要求状态方程精确。将它应用于运动目标状态估计领域时，面对通常无法预先建模的甚至具有机动性的被跟踪目标，会无可避免地出现估计误差问题。本发明通过实时估计被跟踪目标的状态方程参数，使滤波器能够应用于非线性甚至变轨迹运动的目标跟踪领域。本发明突破了传统卡尔曼滤波方法的局限，有效提升滤波器的估计精度和滤波曲线平滑性，优化滤波器的估计效果。
一种基于扩张状态参数卡尔滤波器设计方法

[发明专利]一种基于信息融合的运动平台高精度扰动抑制和目标跟踪方法-CN202111181128.9有效
发明人：夏运霞;林金洋;夏华阳;唐涛;包启亮;马荣崎;王志文;王强 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2021-10-11 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： G05D3/12 文献下载
摘要：本发明提供一种基于信息融合的运动平台高精度扰动抑制和目标跟踪方法。该方法将陀螺信号和电视脱靶量信号进行融合，精确获取跟踪回路的目标跟踪误差及扰动抑制残差。获取的融合信号df即为前馈信号，通过高带宽的反射镜将融合后的扰动进行校正，提高系统的扰动抑制能力。同时目标跟踪误差信号通过前馈校正，提高系统的目标跟踪能力。本发明充分利用速率陀螺信息以及电视脱靶量信息，避免了陀螺低频漂移和电视高频采样不足的问题。不需要添加额外传感器，不需要建立控制对象等效模型，结构简单，工程容易实现。
一种基于信息融合运动平台高精度扰动抑制目标跟踪方法

[发明专利]基于多自适应因子的交互式鲁棒状态估计器设计方法-CN202211618386.3在审
发明人：毛耀;孙敏行;缪礼;包启亮 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2022-12-15 - 公布日： 2023-05-30 - 主分类号： G06F17/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于多自适应因子的交互式鲁棒状态估计器设计方法，用于改善观测噪声发生不可预知激增情况下，估计器的估计精度和滤波的曲线平滑性，以满足更高精度的滤波估计需求。标准的鲁棒状态估计方法要求已知观测噪声协方差值，因此无法在观测噪声激增情况下正常使用；结合单一自适应因子的鲁棒滤波方法能一定程度上补偿噪声激增带来的估计误差，但其表现无法在不同噪声激增程度下达成普遍的最优。本发明可以在复杂的观测噪声激增情况下，有效改善状态估计器的估计效果，突破了传统鲁棒状态估计方法的局限，在复杂观测噪声激增的情况下实现对实际观测噪声快速估计，有效提升状态估计器的估计精度和估计曲线平滑性，优化估计器的估计效果。
基于自适应因子交互式状态估计设计方法

[发明专利]一种适用于光电跟踪系统的扰动辨识和自适应补偿方法-CN202111326300.5有效
发明人：毛耀;夏文强;邓久强;陈兴龙;包启亮 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2021-11-10 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于光电跟踪系统的扰动辨识和自适应补偿方法，在位置回路中，本方法采用扰动观测补偿结构，利用AR参数模型辨识法对Q滤波器前的扰动估计值进行频域辨识，可以实时、精确地获得窄带扰动的峰值频率，随后依据辨识结果，采用改进型陷波滤波器结构来构造和调节Q滤波器，以实现对扰动的自适应前馈补偿。本发明在保证稳定性的前提下，有效提升了光电跟踪系统对于时变窄带扰动的抑制能力，能使系统具有更高的跟踪精度。本发明突破了传统扰动观测补偿方法的局限，在扰动未知且变化的情况下，使用AR参数模型辨识的方法获得频谱信息，进而自适应地调节前馈结构对扰动进行补偿，能够有效提升光电跟踪系统在复杂环境下的稳定性。
一种适用于光电跟踪系统扰动辨识自适应补偿方法

[发明专利]一种旋转双棱镜快速平滑跟踪目标方法-CN202210248793.3有效
发明人：李锦英;夏华阳;夏运霞;袁良柱;温飘;张文雪;黄永梅;包启亮;马浩统;雍立炜 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2022-03-14 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： G05D3/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种旋转双棱镜快速跟踪目标方法，该方法通过将旋转双棱镜非线性问题近似线性化，减小因非线性带来的对目标跟踪能力的影响。其核心在于将系统对目标闭环跟踪的控制器增益设计为以目标俯仰角为自变量的函数，以克服目标在接近旋转双棱镜系统盲区和最大视场附近时导致的棱镜速率大，跟踪能力下降的问题。本发明旋转双棱镜快速跟踪目标方法能够对目标进行快速平滑闭环跟踪。
一种旋转棱镜快速平滑跟踪目标方法

[发明专利]一种新型扰动观测补偿控制器及其实现方法-CN202110616291.7有效
发明人：马荣崎;王强;夏运霞;李锦英;刘翔;史建亮;袁良柱;雷嘉明;黄永梅;谭毅;包启亮;任戈 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2021-06-02 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： G05B11/42 文献下载
摘要：本发明公开了一种新型扰动观测补偿控制器，和一种新型扰动观测补偿控制器实现方法。本发明区别于目前扰动观测与补偿技术中广泛采用的，内模扰动观测补偿和状态空间观测器，引入了自抗扰与内模控制技术结合的方法，辅助分析与设计扰动观测补偿控制器。该新型扰动观测补偿控制器包括系统控制器，还包括扩张状态观测器ESO，被控对象闭环建模模块，以及内模控制器。本发明解决了由于被控对象模型不确定造成的扰动观测误差，缓解了扰动观测精度和建模精确度之间的矛盾，极大提高了扰动观测与补偿精度，简化了新型扰动观测补偿控制器的设计步骤。这种控制器扰动观测精度高，扰动补偿效果好，设计步骤简单，便于工程实现。
一种新型扰动观测补偿控制器及其实现方法

[发明专利]一种基于历史状态的变参数卡尔曼滤波器设计方法-CN202211502311.9在审
发明人：毛耀;孙敏行;缪礼;王俊喆;包启亮 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2022-11-28 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于历史状态的变参数卡尔曼滤波器设计方法，用于改善经典卡尔曼滤波方法在模型非线性或不确定时的预测效果，可以有效降低滤波器的估计误差，提升预测曲线平滑性，以满足更高精度的状态估计要求。本发明提出一种基于历史状态的变参数卡尔曼滤波器算法，其参数设定方法包含常比例参数、变比例参数、离线线性回归参数、在线定存储量线性回归参数、在线增量法线性回归参数五种，均可有效改善滤波器的预测效果，同时只花费较少的额外计算复杂度。本发明突破了传统卡尔曼滤波方法的局限，用较少的额外计算复杂度，有效提升卡尔曼滤波器对机动目标的预测精度和预测曲线平滑性，优化滤波器的估计效果。
一种基于历史状态参数卡尔滤波器设计方法

[发明专利]一种结合bang-bang控制与无超调预测控制的光电设备快速调转方法-CN202010298233.X有效
发明人：唐茂雯;夏运霞;陈兴龙;包启亮 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2020-04-16 - 公布日： 2023-03-31 - 主分类号： G05D3/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种结合bang‑bang控制与无超调预测控制的光电设备快速调转方法，该方法结合了bang‑bang控制在大范围调转速度快的优势以及调转后程使用无超调预测控制，以缩短系统的调转时间并且能使目标捕获与跟踪状态平稳切换。系统接收到引导信号并通过bang‑bang控制驱动电机以最大驱动力调转，在接近目标时切换为无超调预测控制快速接近目标并满足目标捕获条件。该方法是从最小时间控制问题上对系统进行优化，充分发挥了bang‑bang控制在大范围调转速度快的优势，以及无超调预测控制能时系统在有限时间内快速进入稳态的特点，使得系统位置进入误差带时不产生振荡，使两种控制方法优势互补，在不增加成本的情况下，提升了光电设备全过程调转的快速与稳定性。
一种结合 bang 控制无超调预测光电设备快速调转方法

[发明专利]一种球关节驱动的三轴光电跟踪机架-CN202211529845.0在审
发明人：毛耀;张兵;代旺;缪礼;谭毅;包启亮;任戈 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2022-11-30 - 公布日： 2023-03-28 - 主分类号： F16M11/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种球关节驱动的三轴光电跟踪机架，属于光电跟踪设备领域。该跟踪机架包括基座、U型方位转台、方位驱动电机、球关节电机和位于球关节电机转子上的镜筒。U型方位转台和基座之间设有驱动电机，球关节电机包括转子部分和位于方位转台上的定子部分。该光电跟踪机架利用球关节电机体积小、隔振能力强、摩擦小以及可以进行多自由运动的优势，能够实现对目标的无盲区跟踪，同时该系统的结构紧凑、抗扰能力强，有利于系统小型化和提升对目标的跟踪精度。
一种关节驱动光电跟踪机架

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