23、传感天线运动控制与扫描匹配中色彩优势的探索

传感天线运动控制与扫描匹配中色彩优势的探索

1. 传感天线运动控制

在传感天线的研究中，设计并构建了一个 2DOF 柔性传感天线。该天线系统使用直流伺服执行器驱动柔性连杆，这就要求控制策略必须应对非线性电机摩擦、非线性连杆动力学以及高频连杆振动等问题。

控制策略结合了电机的闭环控制和用于减振的开环控制。电机控制由两个带有低通滤波器的 PID 控制器组成，经实验证明，该控制策略对非线性摩擦和参数不确定性具有较强的鲁棒性。

为了评估系统性能，对系统的振动幅度进行了测量。考虑了三种天线运动情况（θ∗t、φ∗t 以及两种情况同时发生），并以 IS3 的振动幅度作为最佳输入整形（IS）性能进行对比，与无 IS 的系统进行比较。振动减少百分比 Red 的计算公式如下：
[Red = \frac{Av_{mc} - Av_{IS}}{Av_{mc}} \times 100\%]
其中，$Av_{mc}$ 是无 IS 系统的振幅振动，$Av_{IS}$ 是有 IS3 系统的振幅振动。

通过多次实验测试不同的 IS 方案，结果表明，使用鲁棒输入整形（IS3）进行减振是在控制复杂性和效率方面的最佳选择。实验显示，在实现快速运动的同时，若仅实施电机控制，可将尖端振动降低至约 30%；而当系统同时包含电机控制和 IS 技术时，可将尖端振动降低近 70%。因此，使用所提出的控制器提高了尖端定位精度。

2. 扫描匹配中色彩优势的探索

2.1 背景与目标

在人类感知系统中，颜色起着至关重要的作用。在机器人领域，随着新型传感器的发展，获取环境的颜色信息和深度信息成为可能。利用这种信息在众多任务中变得越来越