[發明專利]一種基于PID控制思想的無刷電機三軸穩定控制算法

在審

• 申請號: 202011451409.7
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112636640A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 張少琨
• 申請（專利權）人: 西安特普萬實業有限公司
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;G05B11/42
• 代理公司: 深圳至誠化育知識產權代理事務所(普通合伙) 44728
• 代理人: 劉英

本發明公開了一種基于PID控制思想的無刷電機三軸穩定控制算法，所述無刷電機三軸穩定控制的Speed＝Kp*e(k)+Ki*∑e(k)+Kd[e(k)?e(k?1)]，其中e(k)為本次偏差；e(k?1)為上一次的偏差；∑e(k)：e(k)以及之前的偏差的累積和；k為1,2,…k；Speed為輸出。本發明具有響應速度快；誤差小、精度高等優點。

技術領域

本發明涉及無刷電機三軸控制算法領域，特別涉及一種基于PID控制思想的無刷電機三軸穩定控制算法。

背景技術

無刷直流電機由電動機主體和驅動器組成，是一種典型的機電一體化產品。由于無刷直流電動機是以自控式運行的，所以不會像變頻調速下重載啟動的同步電機那樣在轉子上另加啟動繞組，也不會在負載突變時產生振蕩和失步。

無刷電機的三軸穩定技術，市面上一般有兩種方法：

1、完全依賴多種傳感器(加速度、角速度、陀螺儀、磁場傳感器)，建立相互關聯的動態數學模型，對穩定器的“運動部”做實時監測與控制。

2、利用PID控制和簡單的傳感器數據(加速度、角速度)，直接控制電機對“運動部”的姿態進行控制。

第一種方法的缺點是，過分依賴傳感器讀數，所以傳感器讀取、計算過程中的大量時間累積誤差、讀數累積誤差等，將對整個控制的實現造成巨大影響。同時由于復雜數學模型本身建立往往存在著邏輯不嚴謹，也對最終的控制結果造成明顯的延時和精度誤差。

第二種方法，由于PID方法只是一種控制思想，而各個廠家的控制公式、控制系數差異很大，不同的算法本身的功能實現、響應速度、控制精度都與自家的算法息息相關。

傳統的PID(P為比例控制、I為積分控制、D為微分控制)公式為：

發明內容

針對現實中存在的缺陷，本發明提供一種基于PID控制思想的無刷電機三軸穩定控制算法。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為：

一種基于PID控制思想的無刷電機三軸穩定控制算法，所述無刷電機三軸穩定控制的Speed＝Kp*e(k)+Ki*∑e(k)+Kd[e(k)-e(k-1)]，其中e(k)為本次偏差；e(k-1)為上一次的偏差；∑e(k)：e(k)以及之前的偏差的累積和；k為1,2,…k；Speed為輸出。

優選的，所述三軸為偏航軸、翻滾軸和俯仰軸。

優選的，所述偏航軸控制參數Kp＝0.5，Ki＝0.005，Kd＝0.8。

優選的，所述翻滾軸控制參數Kp＝1.5，Ki＝0.01，Kd＝2.0。

優選的，所述俯仰軸控制參數Kp＝1,Ki＝0.1，Kd＝2.0。

采用上述技術方案，本發明具有以下有益效果：

1、響應速度快；

2、誤差小、精度高；

3、計算量小，節省處理器本身的算力；

4、在更換電機后，便于快速調試；不完全依賴傳感器數據，傳感器數據只起輔助作用，避免了各種環境干擾因素和累計誤差的產生。

具體實施方式

在此需要說明的是，對于這些實施方式的說明用于幫助理解本發明，但并不構成對本發明的限定。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。