[發明專利]一種基于電流控制的移動式機器人能量控制方法

無效

• 申請號: 200910077375.7
• 申請日: 2009-02-19
• 公開（公告）號: CN101474793A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 黃姣英;袁海文;王秋生;崔勇
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B25J13/00
• 分類號: B25J13/00;B25J5/00
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司
• 代理人: 王順榮;唐愛華

1、一種基于電流控制的移動式機器人能量控制方法，其硬件主要包括直流電機、超級電容器組、鎳氫電池組、鋰離子電池組和雙向DC/DC直流變換器，它們并聯于母線之上，完成功率供求轉換關系，從而滿足移動式機器人作業需求，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1)信號采集：由CAN總線總線采集蓄電池端口電壓作為母線電壓信號V_DC/DC；由CAN總線采集電機轉速信號r_motor；由CAN總線采集機器人運動速度v_robot均傳送給機器人的整機控制器；

(2)在整機控制器中，利用已知的電機轉速信號r_motor和機器人運動速度v_robot，采取查表方式，計算出電機的目標轉矩T_motor，公式表達式為

T_motor＝f(r_motor，v_robot)，

其中，輸出量T_motor為電機的目標扭矩，輸入量r_motor為電機當前轉速，v_robot為機器人運動速度，f(.)表示查表用的非線性函數；

(3)在整機控制器中，計算電機需求總功率P_motor：

P_motor＝(T_motor×r_motor)/(η_{motor_ctr}×η_motor)

其中輸出量P_motor為電機需求總功率，η_{motor_ctr}為電機控制效率，η_motor為電機效率

(4)在整機控制器中，計算其它輔助裝置功率需求P_AUX，可以獲得額外功率量值：

P_mix＝P_motor+P_AUX

其中P_mix表示包括電機需求和包括其他輔助裝置功率在內功率消耗部件的總功率；

(5)在整機控制器中，計算蓄電池充放電功率，蓄電池包括鎳氫電池和鋰離子電池：

P_bat＝P_{max_bat}×(SOC_{lim_bat}-SOC_bat)

其中輸出量P_bat為蓄電池充放電功率，P_{max_bat}為蓄電池最大充放電功率；

(6)在整機控制器中，計算超級電容器充放電功率：

P_cap＝P_{max_cap}×(SOC_{lim_cap}-SOC_cap)

其中輸出量P_cap為蓄電池充放電功率，P_{max_cap}為蓄電池最大充放電功率；

(7)在整車控制器中，計算DC/DC輸出功率P_DC/DC為：

P_DC/DC＝P_mix+P_bat+P_cap＝P_motor+P_AUX+P_bat+P_cap

(8)在整機控制器中，計算DC/DC輸出電流I_DC/DC為：

I_DC/DC＝P_DC/DC/V_DC/DC

(9)此I_DC/DC經過一階濾波，滿足DC/DC變換器動態調節相應過程后，由整機控制器通過CAN總線通信發送給雙向DC/DC控制器，實現雙向DC/DC電流控制。