带有时变计算时延的倒立摆视觉实时控制研究

摘要：

针对倒立摆视觉实时控制系统中,通过每帧图像处理检测小车位移和摆杆偏角带来的时变图像处理计算时间,直接影响控制系统采样周期和系统性能的问题,不同于目前不考虑图像处理计算时间或将其视为定时滞进行倒立摆视觉实时控制的研究方法,本文首先构建了倒立摆视觉伺服控制实验平台,考虑倒立摆的小车与摆杆特征,提出了小车位移和摆杆偏角的实时计算方法;然后统计分析了图像处理计算时间的特性并设计了视觉传感事件触发采样策略,进一步刻画了时变时延与计算时间的直接关系,进而建立了带有时变计算时延的倒立摆视觉控制系统闭环模型,证明了系统稳定性并建立了反映图像处理计算时间与系统稳定性之间的关系.最后,仿真和实时控制实验验证了所提方法的可行性和有效性.

关键词：倒立摆、视觉伺服、图像处理、计算时间、时变时延

所属期刊栏目：34

分类号：TP273(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金项目61473182, 61633016, 61533010;国家重大科学仪器设备开发专项课题项目2012YQ1500870302;上海市科委项目14JC 1402200, 15JC1401900资助. Supported by National Natural Science Foundation of China61473182, 61633016, 61533010;National Key Scientific Instrument and Equipment Development Project2012YQ150087;Science and Technology Commission of Shanghai Municipality14JC1402200, 15JC1401900

在线出版日期：2017-11-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：986-995