The invention discloses a high precision servo position control method of voltage current potentiometer ADC sampling, sampling of the voltage value is the current value of the rudder position; the rudder position value of linear interpolation algorithm, the linear calibration of nonlinear interval, the line of position after calibration, the first-order inertial filter algorithm and do the filtering of the final output results of ADC acquisition; position curve by filtering through linear interpolation and filtering algorithm, position calibration curve after; physical and mathematical model based on the construction of the steering gear, cascade PID controller to achieve position control for the outer ring, the speed control for high precision servo loop position control algorithm. The invention can solve nonlinear and unstable, inaccurate problems such as sampling potentiometer, linear calibration was performed by linear interpolation and filtering algorithm to construct the cascade PID sampling potentiometer, servo control system, to achieve precise control steering speed and position.
【技术实现步骤摘要】
一种高精度舵机位置控制方法
本专利技术涉及舵机控制
,具体是一种用于舵机伺服控制系统的高精度舵机位置控制方法。
技术介绍
在舵机伺服控制系统中,舵机的速度和位置精准控制是研究的主要方向,当前舵机的速度控制算法多为单回路PID控制。该算法主要利用了实际速度与设定速度的偏差进行单回路PID调节,这种控制方式受电压、负载变化及器件物理误差等影响,导致反馈非线性误差大,从而存在调节时间长、抗干扰能力差、控制精度低等问题。因此,如何提供一种既能消除反馈非线性,又抗干扰能力强、能实现速度和位置的高精度控制方法是本领域技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高精度舵机位置控制方法,以解决上述
技术介绍
中提出的电位器采样非线性和控制不稳定、不精准等问题,通过线性插值和滤波算法对电位器采样进行线性校准,参考舵机机械结构图,如图1所示,构建串级PID伺服控制系统,实现舵机速度和位置的精准控制。为解决上述技术问题,本专利技术提供了一种高精度舵机位置控制方法,包括如下步骤:(1)对当前的电位器电压进行ADC采样,采样的电压值记为当前的舵机位置值;根据当前电位器的反馈值所反映的位置线总体是线性的,但部分区间存在非线性,如图2;(2)对舵机位置值进行线性插值算法处理,对非线性区间进行线性校准,如图3,在区间[y0,y1]中,进行定点采样取值:第一个点(x0,y0)和最后一个点(x1,y1),则在区间内的任意点y(i),其坐标(x,y)可求出:(3)将校准后的位置线,采用一阶惯性滤波算法,对输出最终ADC采集结果做滤波处理;基本原理公式如下:y(n)=a ...
【技术保护点】
一种高精度舵机位置控制方法,其特征在于,包括以下步骤(1)对当前的电位器电压进行ADC采样,采样的电压值记为当前的舵机位置值;(2)对舵机位置值进行线性插值算法处理,对非线性区间进行线性校准;(3)将校准后的位置线,采用一阶惯性滤波算法,对输出最终ADC采集结果做滤波处理;(4)对位置曲线进行滤波处理,经过线性插值和滤波算法处理,校准后的位置曲线;(5)基于舵机的物理数学模型,构建串级PID控制器,实现以位置控制为外环,速度控制为内环的高精度舵机位置控制算法。
【技术特征摘要】
1.一种高精度舵机位置控制方法,其特征在于,包括以下步骤(1)对当前的电位器电压进行ADC采样,采样的电压值记为当前的舵机位置值;(2)对舵机位置值进行线性插值算法处理,对非线性区间进行线性校准;(3)将校准后的位置线,采用一阶惯性滤波算法,对输出最终ADC采集结果做滤波处理;(4)对位置曲线进行滤波处理,经过线性插值和滤波算法处理,校准后的位置曲线;(5)基于舵机的物理数学模型,构建串级PID控制器,实现以位置控制为外环,速度控制为内环的高精度舵机位置控制算法。2.根据权利要求1所述的高精度舵机位置控制方法,其特征在于,所示步骤(2)具体为,在区间[y0,y1]中,进行定点采样取值:第一个点(x0,y0)和最后一个点(x1,y1),则在区间内的任意点y(i),其坐标(x,y)可求出:3.根据权利要求1所述的高精度舵机位置控制方法,其特征在于,所示步骤(3)中,一阶惯性滤波算法具体为,y(n)=a*x(n)+(1-a)*y(n-1),其中a为滤波系数,0≤a≤1。4.根据权利要求1所述的高精度舵机位置控制方法,其特征在于,所示步骤(4)中,滤波处理具体为,其中,f为滤波截止频率,T为采样周期,Ave_Value为当前速度的理想增值。5.根据权利要求1所述的高精度舵机位置控制方法,其特征在于,所示步骤(5)中,在位置控制中,根据舵机设定的运动完成时间T和预先设定的目标位置R1(S)计算出当前时刻Tn的参考位置R1n(S),计算公式:其中,0≤n≤N,将当前经过线性插值和滤波处理后的位置值作为位置PID的当前位置输入作为位置控制器的输入H1n(S);当前采样位置H1n(S)和参考位置R1n(S)做偏差E1(S),位置控制器进行PID处理,在时域里基本公式:
【专利技术属性】
技术研发人员:柯文德,廖晓文,王锟湃,吴聪龙,谭坤光,王堪佑,
申请(专利权)人:广东石油化工学院,
类型:发明
国别省市:广东,44
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