[發(fā)明專利]控制參數(shù)調(diào)整方法、裝置及雙輪自平衡機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710069206.3
• 申請(qǐng)日: 2017-02-08
• 公開（公告）號(hào): CN106842927B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程霖;趙艷麗;趙英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 歌爾科技有限公司
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04;G05D1/08
• 代理公司: 北京博雅睿泉專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11442
• 代理人: 郭少晶;馬佑平

1.一種用于雙輪自平衡機(jī)器人的控制參數(shù)調(diào)整方法，其特征在于，包括：

監(jiān)測(cè)所述雙輪自平衡機(jī)器人在直行方向上晃動(dòng)的晃動(dòng)幅度；

監(jiān)測(cè)所述雙輪自平衡機(jī)器人相對(duì)豎直方向擺動(dòng)的擺動(dòng)角度；

監(jiān)測(cè)所述雙輪自平衡機(jī)器人相對(duì)豎直方向擺動(dòng)的擺動(dòng)頻率；

根據(jù)PD控制器的比例系數(shù)與所述晃動(dòng)幅度的絕對(duì)值和所述擺動(dòng)角度的絕對(duì)值成正相關(guān)、及與所述擺動(dòng)頻率成負(fù)相關(guān)的關(guān)系，調(diào)整所述比例系數(shù)，包括：獲取所述比例系數(shù)的預(yù)設(shè)初始值；根據(jù)PD控制器的比例系數(shù)與所述晃動(dòng)幅度的絕對(duì)值和所述擺動(dòng)角度的絕對(duì)值成正相關(guān)、及與所述擺動(dòng)頻率成負(fù)相關(guān)的關(guān)系，確定所述比例系數(shù)的修正量；調(diào)整所述比例系數(shù)等于所述比例系數(shù)的預(yù)設(shè)初始值與所述比例系數(shù)的修正量之和；

根據(jù)所述PD控制器的微分時(shí)間與所述晃動(dòng)幅度的絕對(duì)值和所述擺動(dòng)角度的絕對(duì)值成正相關(guān)、及與所述擺動(dòng)頻率成負(fù)相關(guān)的關(guān)系，調(diào)整所述微分時(shí)間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制參數(shù)調(diào)整方法，其特征在于，根據(jù)所述PD控制器的微分時(shí)間與所述晃動(dòng)幅度的絕對(duì)值和所述擺動(dòng)角度的絕對(duì)值成正相關(guān)、及與所述擺動(dòng)頻率成負(fù)相關(guān)的關(guān)系，調(diào)整所述微分時(shí)間包括：

獲取所述微分時(shí)間的預(yù)設(shè)初始值；

根據(jù)PD控制器的微分時(shí)間與所述晃動(dòng)幅度的絕對(duì)值和所述擺動(dòng)角度的絕對(duì)值成正相關(guān)、及與所述擺動(dòng)頻率成負(fù)相關(guān)的關(guān)系，確定所述微分時(shí)間的修正量；

調(diào)整所述微分時(shí)間等于所述微分時(shí)間的預(yù)設(shè)初始值與所述微分時(shí)間的修正量之和。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制參數(shù)調(diào)整方法，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)所述雙輪自平衡機(jī)器人在直行方向上晃動(dòng)的晃動(dòng)幅度包括：

獲取光電編碼器輸出的脈沖，其中，所述光電編碼器安裝在所述雙輪自平衡機(jī)器人的電機(jī)輸出軸上；

根據(jù)所述脈沖計(jì)算所述雙輪自平衡機(jī)器人在直行方向上的運(yùn)動(dòng)速度；

對(duì)所述運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行積分運(yùn)算，直至根據(jù)所述脈沖確定運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變?yōu)橹梗?/p>

確定所述晃動(dòng)幅度等于所述積分運(yùn)算的結(jié)果與設(shè)定常數(shù)的乘積。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制參數(shù)調(diào)整方法，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)所述雙輪自平衡機(jī)器人相對(duì)豎直方向擺動(dòng)的擺動(dòng)頻率包括：

根據(jù)所述擺動(dòng)角度的方向符號(hào)，確定在設(shè)定時(shí)間內(nèi)擺動(dòng)方向發(fā)生改變的次數(shù)作為所述擺動(dòng)頻率。

5.一種用于雙輪自平衡機(jī)器人的控制參數(shù)調(diào)整裝置，其特征在于，包括：

晃動(dòng)幅度監(jiān)測(cè)模塊，用于監(jiān)測(cè)所述雙輪自平衡機(jī)器人在直行方向上晃動(dòng)的晃動(dòng)幅度；

擺動(dòng)角度監(jiān)測(cè)模塊，用于監(jiān)測(cè)所述雙輪自平衡機(jī)器人相對(duì)豎直方向擺動(dòng)的擺動(dòng)角度；

擺動(dòng)頻率監(jiān)測(cè)模塊，用于監(jiān)測(cè)所述雙輪自平衡機(jī)器人相對(duì)豎直方向擺動(dòng)的擺動(dòng)頻率；

比例系數(shù)調(diào)整模塊，用于根據(jù)PD控制器的比例系數(shù)與所述晃動(dòng)幅度的絕對(duì)值和所述擺動(dòng)角度的絕對(duì)值成正相關(guān)、及與所述擺動(dòng)頻率成負(fù)相關(guān)的關(guān)系，調(diào)整所述比例系數(shù)；以及，

微分時(shí)間調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述PD控制器的微分時(shí)間與所述晃動(dòng)幅度和所述擺動(dòng)角度成正相關(guān)、及與所述擺動(dòng)頻率成負(fù)相關(guān)的關(guān)系，調(diào)整所述微分時(shí)間；

所述比例系數(shù)調(diào)整模塊包括：

比例初始值獲取單元，用于獲取所述比例系數(shù)的預(yù)設(shè)初始值；

比例修正量計(jì)算單元，用于根據(jù)PD控制器的比例系數(shù)與所述晃動(dòng)幅度的絕對(duì)值和所述擺動(dòng)角度的絕對(duì)值成正相關(guān)、及與所述擺動(dòng)頻率成負(fù)相關(guān)的關(guān)系，確定所述比例系數(shù)的修正量；以及，

比例系數(shù)調(diào)整單元，用于調(diào)整所述比例系數(shù)等于所述比例系數(shù)的預(yù)設(shè)初始值與所述比例系數(shù)的修正量之和。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制參數(shù)調(diào)整裝置，其特征在于，所述微分時(shí)間調(diào)整模塊包括：

微分初始值獲取單元，用于獲取所述微分時(shí)間的預(yù)設(shè)初始值；

微分修正量計(jì)算單元，用于根據(jù)PD控制器的微分時(shí)間與所述晃動(dòng)幅度的絕對(duì)值和所述擺動(dòng)角度的絕對(duì)值成正相關(guān)、及與所述擺動(dòng)頻率成負(fù)相關(guān)的關(guān)系，確定所述微分時(shí)間的修正量；以及，

微分時(shí)間調(diào)整單元，用于調(diào)整所述微分時(shí)間等于所述微分時(shí)間的預(yù)設(shè)初始值與所述微分時(shí)間的修正量之和。