面向消除稳态误差的飞行吊运系统定位消摆方法及系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010084607.8 (22)申请日 2020.02.10 (71)申请人 南开大学 地址 300071 天津市南开区卫津路94号 (72)发明人 梁潇吴世珍张鹏方勇纯 (74)专利代理机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 37221 代理人 赵敏玲 (51)Int.Cl. G05D 1/08(2006.01) G05D 1/10(2006.01) (54)发明名称 面向消除稳态误差的飞行吊运系统定位消 摆方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种面向消除稳态误差的飞 行。

2、吊运系统定位消摆方法及系统， 属于机电系统 控制领域。 该方法包括： 根据系统三维空间的非 线性模型， 无需线性化与其他简化操作， 提出了 一种新颖的非线性状态反馈控制方法， 其中所构 造的积分项可消除实际飞行中的稳态误差。 此 外， 此方法兼顾了驱动约束和负载摆动动态， 在 避免饱和问题的同时加快了摆动的抑制。 实验结 果表明， 与现有方法相比， 所提控制方案在摆动 抑制和飞行器定位等方面具有更好的暂态性能。 权利要求书3页 说明书11页 附图2页 CN 111176318 A 2020.05.19 CN 111176318 A 1.一种面向消除稳态误差的飞行吊运系统定位消摆方法， 其特征在。

3、于， 包括以下步骤： 构造飞行吊运系统储能函数； 基于储能函数设计非线性控制器； 获取飞行器位姿以及负载摆动状况的测量值； 结合控制器形式以及利用获取的系统状态的测量值得到输入信号； 在上述控制输入信号的驱动下， 完成飞行器定位与负载摆动消除的控制目标。 2.如权利要求1所述的一种面向消除稳态误差的飞行吊运系统定位消摆方法， 其特征 在于， 所述控制目标包括： 1)飞行器运动至指定位置； 2)消除负载的残余摆动； 3)消除飞行 器位置稳态误差； 4)避免驱动器饱和问题。 3.如权利要求1所述的一种面向消除稳态误差的飞行吊运系统定位消摆方法， 其特征 在于， 所述的控制目标可量化表达为： 其中，。

4、 e表示飞行器定位误差， x, y表示负载摆角。 4.如权利要求1所述的一种面向消除稳态误差的飞行吊运系统定位消摆方法， 其特征 在于， 所述非线性控制器为： 其中表示正的控制增益， ei表示分行器定位误差变量； i表示指标， 其在集合x,y,z中取值； 按如下方式选择： 其中： M与m分别表示飞行器的质量与负载的质量， g表示重力加速度常数； 辅助变量 i, i定义如下: iarctan( i),ix,y,z 其中k0表示正的控制增益， t表示积分上限， 表示被积变量。 控制增益满足以下约束条件: 权利要求书 1/3 页 2 CN 111176318 A 2 其中M, m分别为矩阵Mc的最大。

5、、 最小特征值，表示一 个使摆角幅度满足的合理阈值； l表示吊绳长度， dx,dy,dz和d1,d2分别表示 飞行器、 负载所受空气阻力系数。 5.一种面向消除稳态误差的飞行吊运系统定位消摆控制系统， 其特征在于， 包括非线 性控制器； 所述的非线性控制器基于飞行吊运系统的储能函数设计； 非线性控制器获取飞 行器位姿以及负载摆动状况的测量值； 非线性控制器根据测量值得到飞行器的控制信号； 飞行器在控制信号的驱动下， 完成飞行器定位与负载摆动消除的控制目标。 6.如权利要求5所述的一种面向消除稳态误差的飞行吊运系统定位消摆控制系统， 其 特征在于， 所述控制目标包括： 1)飞行器运动至指定位置；。

6、 2)消除负载的残余摆动； 3)消除 飞行器位置稳态误差； 4)避免驱动器饱和问题。 7.如权利要求5所述的一种面向消除稳态误差的飞行吊运系统定位消摆控制系统， 其 特征在于， 所述的控制目标可量化表达为： 其中， e表示飞行器定位误差， x, y表示负载摆角。 8.如权利要求5所述的一种面向消除稳态误差的飞行吊运系统定位消摆控制系统， 其 特征在于， 所述非线性控制器为： 其中表示正的控制增益， ei表示分行器定位误差变量； i表示指标， 其在集合x,y,z中取值； 按如下方式选择： 其中： M与m分别表示飞行器的质量与负载的质量， g表示重力加速度常数； 辅助变量 i, i定义如下: ia。

7、rctan( i),ix,y,z 其中k0表示正的控制增益， t表示积分上限， 表示被积变量。 权利要求书 2/3 页 3 CN 111176318 A 3 控制增益满足以下约束条件: 其中M, m分别为矩阵Mc的最大、 最小特征值，表示一 个使摆角幅度满足的合理阈值； l表示吊绳长度， dx,dy,dz和d1,d2分别表示 飞行器、 负载所受空气阻力系数。 9.一种飞行吊运系统， 包括控制系统， 其特征在于， 所述的控制系统， 包括存储器、 控制 器及存储在所述存储器上并可在所控制器上运行的飞行吊运系统定位消摆控制程序， 所述 飞行吊运系统定位消摆控制程序配置为实现权利要求1-4任一所述的飞。

8、行吊运系统定位消 摆控制方法的步骤。 10.一种存储介质， 其特征在于， 所述存储介质上存储有飞行吊运系统定位消摆控制程 序， 所述飞行吊运系统定位消摆控制程序配置为实现权利要求1-4任一所述的飞行吊运系 统定位消摆控制方法的步骤。 权利要求书 3/3 页 4 CN 111176318 A 4 面向消除稳态误差的飞行吊运系统定位消摆方法及系统 技术领域 0001 本发明属于非线性欠驱动机电系统自动控制的技术领域， 可以对动力学模型极为 复杂的旋翼飞行器吊运系统进行有效控制， 具体的涉及一种面向消除稳态误差的飞行吊运 系统定位消摆控制方法及系统。 背景技术 0002 近年， 由于旋翼飞行器在机动。

9、性上的显著优势， 它被广泛应用于搜救、 灾害监测和 货物运输等任务中。 作为旋翼飞行器的一项重要应用， 空中运输任务越来越受到人们的重 视。 0003 目前空中运输方式中有一种是通过吊绳将货物吊在旋翼飞行器下实现的。 相对于 夹持器夹持、 机械手操纵等运输方式， 通过吊绳悬挂可实现大体积货物的运输任务。 此外， 考虑到成本代价与操作的复杂性， 采用旋翼飞行器-吊绳-悬挂运输方式是较好的选择。 然 而， 相较于旋翼飞行器本体的控制， 飞行吊运系统具有更强的非线性、 更高的自由度和更强 的状态耦合。 由于飞行吊运系统是欠驱动的， 只能通过飞行器的控制实现对负载摆动的抑 制， 而为系统提供驱动力的旋。

10、翼飞行器本体也是欠驱动的， 使得系统呈现更为复杂的 “双 重” 欠驱动特性， 这就极大地增加了系统控制的难度。 0004 为了实现高效的空中货物运输， 人们对摆动抑制和旋翼飞行器定位进行了一些有 趣而有意义的研究。 目前， 开环方法和闭环反馈控制策略都得到了发展。 在对系统进行线性 化处理的基础上， Palunko等人通过动态规划方法可以得到一条具有消摆效果的轨迹。 Sreenath等提出了基于微分平坦方法的轨迹规划算法， 可应用于避障等任务。 此外， 时间最 优运动规划问题也得到了研究， 在考虑关于系统状态和控制输入的多种约束条件之下， 保 证了加速度的连续性， 所得期望轨迹减小了电机的负担。

11、， 具有很好的实际应用意义。 闭环控 制方法通过引入反馈， 因而具有更好的暂态性能。 典型的控制方法包括模型预测控制、 互联 及阻尼分配的无源性控制、 基于能量的控制方法等。 Romero等针对在平面上建立的简化系 统模型， 设计了一种基于无源性的控制器。 为解决跟踪问题， Santos等利用线性离散状态空 间模型， 构造了路径跟踪任务的模型预测控制器。 Qian等人对平动子系统中存在的未知和 不确定因素， 在近似悬停的状态下设计了控制器。 0005 通过对飞行吊运系统的综述可以看出， 虽然对飞行器定位和负载抑制的控制目标 已经有了初步研究， 但控制性能尚无法满足实际工程需要。 0006 首先。

12、， 目前方法大多基于近悬停状态的假设， 有时被简化为二维平面内运动， 模型 无法完整反映系统动态。 另一方面， 为降低控制器设计难度， 一些方法首先对系统做线性化 近似处理， 基于此设计的控制器， 在系统状态远离平衡点时性能将会降低。 其次， 在飞行吊 运过程中不可避免的各种未知扰动， 可能会产生定位误差， 然而， 现有控制中还未有效应 对， 直接引入积分项的操作将给稳定性分析带来许多困难。 在实际控制中， 电机等驱动装置 仅能在一定范围内正常工作， 若所设计控制输入超出额定范围将导致控制任务的失败， 而 现有方案无法考虑执行器的饱和约束。 说明书 1/11 页 5 CN 111176318 。

13、A 5 发明内容 0007 为了解决上述问题， 本发明提出了一种新的面向消除稳态误差的飞行吊运系统定 位消摆控制方法及装置， 以改善飞行吊运系统的防摆和定位性能。 在不进行线性化操作的 情况下， 所提出的控制方案建立在三维空间的完整系统动力学基础上， 设计了储能函数， 具 有有效地减少稳态误差和控制输入饱和约束的优点， 并保证闭环系统的稳定性。 本方法通 过硬件实验对控制策略的性能进行验证， 对进行飞行吊运系统的自动控制研究具有重要的 意义。 0008 为实现上述目的， 本发明采用如下技术方案： 0009 第一方面， 本发明提出了一种面向消除稳态误差的飞行吊运系统定位消摆控制方 法， 包括以下。

14、步骤： 0010 构造飞行吊运系统储能函数； 0011 基于储能函数设计非线性控制器； 0012 获取飞行器位姿以及负载摆动状况的测量值； 0013 结合控制器形式以及利用获取的系统状态的测量值得到输入信号； 0014 在上述控制输入信号的驱动下， 完成飞行器定位与负载摆动消除的控制目标。 0015 作为进一步的技术方案， 所述控制目标包括： 1)飞行器运动至指定位置； 2)消除负 载的残余摆动； 3)消除飞行器位置稳态误差； 4)避免驱动器饱和问题。 0016 作为进一步的技术方案， 所述控制目标可量化表达为： 0017 0018 其中， e表示飞行器定位误差， x, y表示负载摆角。 00。

15、19 作为进一步的技术方案， 所述非线性控制器为： 0020 0021其中表示正的控制增益， ei表示分行器定位误差变量； i表示 指标， 其在集合x,y,z中取值。 0022 按如下方式选择： 0023 0024 其中： M与m分别表示飞行器的质量与负载的质量， g表示重力加速度常数。 辅助变 量 i, i定义如下: 0025 0026 iarctan( i),ix,y,z 0027 其中k0表示正的控制增益， t表示积分上限， 表示被积变量。 0028 控制增益满足以下约束条件: 说明书 2/11 页 6 CN 111176318 A 6 0029 0030 0031其中M, m分别为矩阵。

16、Mc的最大、 最小特征值，表 示一个使摆角幅度满足的合理阈值； l表示吊绳长度， dx,dy,dz和d1,d2分别 表示飞行器、 负载所受空气阻力系数。 0032 第二方面， 本发明还提出了一种面向消除稳态误差的飞行吊运系统定位消摆控制 系统， 包括非线性控制器； 所述的非线性控制器基于飞行吊运系统的储能函数设计； 非线性 控制器获取飞行器位姿以及负载摆动状况的测量值； 非线性控制器根据测量值得到飞行器 的控制信号； 飞行器在控制信号的驱动下， 完成飞行器定位与负载摆动消除的控制目标。 0033 第三方面， 本发明还提出了一种飞行吊运系统， 包括控制系统， 其特征在于， 所述 的控制系统， 包。

17、括存储器、 控制器及存储在所述存储器上并可在所控制器上运行的飞行吊 运系统定位消摆控制程序， 所述飞行吊运系统定位消摆控制程序配置为实现前面所述的飞 行吊运系统定位消摆控制方法的步骤。 0034 第四方面.本发明提出了一种存储介质， 所述存储介质上存储有飞行吊运系统定 位消摆控制程序， 所述飞行吊运系统定位消摆控制程序配置为实现前面所述的飞行吊运系 统定位消摆控制方法的步骤。 0035 本发明的有益效果： 0036 1、 考虑到现有方法往往需要近似化处理， 整个设计和分析过程都是基于三维空间 模型， 没有做任何线性化或简化操作， 本发明提出的面向消除稳态误差的飞行吊运系统消 摆定位方法， 可实。

18、现飞行器的准确定位， 并快速消除其残余摆动， 更适合被应用于实际系 统； 0037 2、 众所周知， 对于带有积分项的控制器， 很难证明其闭环稳定性。 本发明设计了带 有积分项的控制器， 提高了旋翼飞行器的定位精度， 并给出了其闭环稳定性的严格证明； 0038 3、 与现有的飞行吊运系统控制方法相比， 本发明能保证推力分量始终处于饱和约 束范围内， 从而提高了控制性能； 0039 4、 该发明有望被进一步应用于大型无人直升机上， 具有十分重要的现实意义。 附图说明 0040 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解， 本申请的示 说明书 3/11 页 7 CN 1111763。

19、18 A 7 意性实施例及其说明用于解释本申请， 并不构成对本申请的不当限定。 0041 图1为本发明面向消除稳态误差的飞行吊运系统消摆定位方法流程图； 0042 图2为本发明所提方法与对比技术的实验结果， 其中的飞行器位置与负载摆角分 别对应x,y,z与 x, y； 0043 图3为本发明所提方法与对比技术的实验结果， 其中的飞行器控制输入为fvx,fvy, fvz。 具体实施方式 0044 应该指出， 以下详细说明都是例示性的， 旨在对本发明提供进一步的说明。 除非另 有指明， 本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通 常理解的相同含义。 0045 需要注意的。

20、是， 这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式， 而非意图限制根 据本发明的示例性实施方式。 如在这里所使用的， 除非本发明另外明确指出， 否则单数形式 也意图包括复数形式， 此外， 还应当理解的是， 当在本说明书中使用术语 “包含” 和/或 “包 括” 时， 其指明存在特征、 步骤、 操作、 器件、 组件和/或它们的组合； 0046 正如背景技术部分所描述的， 目前的飞行吊运系统的控制方法大多基于近悬停状 态的假设， 有时被简化为二维平面内运动， 模型无法完整反映系统动态。 另一方面， 为降低 控制器设计难度， 一些方法中首先对系统做线性化近似处理， 基于此设计的控制器， 在系统 状态远离平。

21、衡点时性能将会降低。 其次， 在飞行吊运过程中不可避免的各种未知扰动， 可能 会产生定位误差， 然而， 现有控制中还未有效应对， 直接引入积分项的操作将给稳定性分析 带来许多困难。 在实际控制中， 电机等驱动装置仅能在一定范围内正常工作， 若所设计控制 输入超出额定范围将导致控制任务的失败， 而现有方案无法考虑执行器的饱和约束。 本实 施例为了解决该问题， 提出一种面向消除稳态误差的飞行吊运系统定位消摆控制方法及装 置。 0047 实施例1 0048 本实施例公开了一种面向消除稳态误差的飞行吊运系统消摆控制方法， 包括： 0049 基于飞行吊运系统的动力学模型， 构造了系统的储能函数； 005。

22、0 基于储能函数设计非线性控制器， 具体地， 引入负载摆角速度相关项， 提升消摆控 制效果； 引入积分项， 消除飞行器定位的稳态误差， 同时从理论上确保系统的稳定性； 引入 饱和函数， 确保控制输入在预设范围之内； 根据所述非线性控制方法， 得到的状态反馈控制 器能够实现飞行器定位与负载消摆的双重目标； 0051 结合设计的控制器形式， 利用系统状态的测量值得到实际输入信号； 0052 在该输入信号的驱动下， 完成定位于负载消摆的双重目标。 0053 第1.飞行吊运系统储能函数构造 0054记飞行器、 负载的质量分别为M,m， 吊绳长度为l， 重力加速度常数为g， 表示飞行器位置，表示飞行器期。

23、望位置， x, y表示负载摆角， Cx,Cy,Sx,Sy分 别为cos( x),cos( y),sin( x),sin( y)的缩写， dx,dy,dz和d1,d2分别表示飞行器、 负载所受 空气阻力系数， f表示无人机的推力值， R表示从机体坐标系到惯性坐标系的转换矩阵， 说明书 4/11 页 8 CN 111176318 A 8 表示单位向量， 则系统动力学方程可表示为： 0055 0056其中表示飞行器位置和负载摆动角度的状态变量， 代表表示惯性和向心-科里奥利矩阵，分别表示重力矢 量、 推力矢量和空气阻力矢量。 Mc,Vc的各分量由mci,j,vcij,i,j1,2,.,5具体给出， 。

24、具 体表达式如下： 0057 0058 其剩余元素都为零。 G,u,ud的具体表达式为： 0059 0060 为了方便后续控制器设计， 定义如下误差信号ei,ix,y,z： 0061 0062 基于飞行器平动和负载摆动构造如下形式的储能函数： 0063 0064 将式(1)、 (2)、 (3)带入到推导出的方程， 得到其对时间的导数为 0065 0066 其中构造的虚拟控制输入fv和辅助向量fa具体表达式为 0067 0068 式中， fa能够反映飞行器实际期望R和期望姿态Rd之间的差异， 亦即飞行器平动与 其转动之间的耦合关系。 根据系统的级联特性， 可以采用分级控制的思想， 通过将实际期望。

25、 和期望姿态视为相同， 在满足增长限制条件的情况下， 耦合项fa可以暂时忽略。 说明书 5/11 页 9 CN 111176318 A 9 0069 为设计满足要求的控制器， 首先构造如下李雅普诺夫候选函数V 0070 0071 第2.基于储能函数设计非线性控制器 0072 在上述储能函数的基础上， 虚拟控制输入fv具体设计如下： 0073 0074其中表示正的控制增益， 按如下方式选择： 0075 0076 辅助变量 i, i, 定义如下： 0077 0078 iarctan( i),ix,y,z (12) 0079 0080 0081 0082 控制增益满足以下约束条件： 0083 008。

26、4 0085其中M, m分别为矩阵Mc的最大、 最小特征值，表 示一个使摆角幅度满足的合理阈值。 0086 接下来将通过李雅普诺夫方法对闭环系统的稳定性进行分析， 通过分析可知， 设 计的控制器(9)保证了飞行器的准确定位和负载摆动的消除， 即 说明书 6/11 页 10 CN 111176318 A 10 0087 0088 首先， 证明V是正定的， 分为两个步骤。 0089 第一步： 证明式(8)中的前四项是正定的。 0090 V中第二项和第四项的有界性结果如下 0091 0092 0093 基于(19)和(20)， 得到 0094 0095 在此基础上， 结合(8)中的第三项可以推导出如。

27、下结果： 0096 0097 第二步： 证明(8)的最后一项是正定的。 0098 令 0099 0100 注意到g(0)0且 0101 0102 从而有g( i)0， 并且g( i)是正定的。 至此， V的正定性证明已完成。 0103 进一步， 对式(8)求导可得： 0104 说明书 7/11 页 11 CN 111176318 A 11 0105 将(6)、 (9)带入V的导数方程， 得到 0106 0107 接下来， 对(26)的最后四项的分别进行分析， 再分析整体的收敛性， 共分为五个步 骤。 0108 第一步： 由于 0109 0110 其中矩阵W为 0111 0112 因此可以得到 。

28、0113 0114 第二步： 由于 0115 0116 对于上式第二部分有 0117 0118应用结论上式可改写为 0119 0120 综上可得 说明书 8/11 页 12 CN 111176318 A 12 0121 0122 第三步： 对于 0123 0124 上式第二项可改写为 0125 0126 经分析可得 0127 0128 第四步： 经分析可得 0129 0130 第五步： 分析整个系统的稳定性。 0131 将(27)-(30)中的结果带入(26),可得到 0132 说明书 9/11 页 13 CN 111176318 A 13 0133由(16)、 (17)可得与式(8)联立， 。

29、可知 0134 0135由于V是正定的， 且是负定的， 所以平衡点是渐近稳定的， 证明了本发明在飞行 器定位与负载消摆两个方面的控制作用。 0136 第3.结合控制器形式利用系统状态的测量值得到输入信号 0137 根据控制器的具体形式可知， 需要获取飞行器位姿以及负载摆动状况的测量值， 在此基础上即可构造满足要求的驱动器输入信号。 0138 第4.在上述控制输入信号的驱动下， 完成飞行器定位与负载摆动消除的目标 0139 实验结果： 0140 为验证本发明所设计控制器的有效性， 可按上述步骤， 在自主搭建的已经平台上 进行测试。 旋翼飞行器上安装了运行64位Ubuntu-mate 16 .04。

30、操作系统的树莓派 (Raspberry Pi)， 它通过5G频段的WIFI与地面站相连。 飞行吊运系统的主要物理参数为 0141 M1.39kg,m0.15kg,l1.0m,g9.8kgm/s2 0142初始位置和目标位置分别设置为和 0143 本实验将选择PD控制器和LQR控制器作为比较控制方法。 具体控制增益选取为： 0144 本发明所提出的控制器： 0145 kpxkpy5.4,kdxkdy6.6,kpz7.2,kdz8.0,kx1ky11.6,kz110.0,kx2 ky2kz21.3,k01.0。 0146 PD控制器： kpxkpy5.0,kdxkdy6.0,kpz8.0,kdz8。

31、.0。 0147 LQR控制器为 0148 0149 0150 0151 其参数取值为： 0152 k1k55.099,k2k67.1376,k3k7-0.3179,k4k8-0.0629,k96.1644, k108.2379 0153 附图2和附图3展示了相应的实验结果。 飞行器位置与负载摆角分别对应于x,y,z 与 x, y， 飞行器控制输入为fvx,fvy,fvz， 其中实线表示所提方法结果， 点画线表示LQR控制器 作用下的实验结果， 虚线表示PD控制器作用结果。 可以看出， 利用本发明能够驱动飞行器运 动至目标位置， 同时有效抑制了负载摆动。 所提方法摆角 x的最大摆幅为分别为LQ。

32、R方法和 PD控制器结果的61.35和49.01， 所提方法摆角 y的最大摆幅为分别为LQR方法和PD控 制器结果的74.17和60.94。 值得一提的是， 在控制过程中， 本发明将控制输入控制在一 个安全取值范围内， 避免了饱和问题。 此外， 本发明的消摆效率更高， 且没有稳态误差， 极大 地提升了系统性能。 0154 综上所述， 本发明不仅在基础的消摆、 定位方面取得了较好的效果， 同时消除了稳 态误差， 并避免了饱和问题， 可被应用于实际系统。 0155 实施例2 说明书 10/11 页 14 CN 111176318 A 14 0156 本实施例还提出了一种面向消除稳态误差的飞行吊运系。

33、统定位消摆控制系统， 包 括非线性控制器； 所述的非线性控制器基于飞行吊运系统的储能函数设计； 非线性控制器 获取飞行器位姿以及负载摆动状况的测量值； 非线性控制器根据测量值得到飞行器的控制 信号； 飞行器在控制信号的驱动下， 完成飞行器定位与负载摆动消除的控制目标。 0157 非线性控制器的设计与实施例1完全相同。 0158 实施例3 0159 本实施例还提出了一种飞行吊运系统， 包括控制系统， 其特征在于， 所述的控制系 统， 包括存储器、 控制器及存储在所述存储器上并可在所控制器上运行的飞行吊运系统定 位消摆控制程序， 所述飞行吊运系统定位消摆控制程序配置为实现实施例1所述的飞行吊 运系。

34、统定位消摆控制方法的步骤。 0160 实施例4 0161 本实施例还提出了一种存储介质， 所述存储介质上存储有飞行吊运系统定位消摆 控制程序， 所述飞行吊运系统定位消摆控制程序配置为实现实施例1所述的飞行吊运系统 定位消摆控制方法的步骤。 0162 以上所述仅为本申请的优选实施例而已， 并不用于限制本申请， 对于本领域的技 术人员来说， 本申请可以有各种更改和变化。 凡在本申请的精神和原则之内， 所作的任何修 改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本申请的保护范围之内。 说明书 11/11 页 15 CN 111176318 A 15 图1 图2 说明书附图 1/2 页 16 CN 111176318 A 16 图3 说明书附图 2/2 页 17 CN 111176318 A 17 。