一种驱动器及驱动方法技术

本申请的目的是提供一种一拖二驱动器及驱动方法，用以解决现有技术中两个驱动轮的电机同步性较差的问题。本申请提供的一种一拖二的驱动器包括一个控制芯片、两个驱动电路和两个反馈电路，同时对两个驱动轮的电机进行驱动控制。采用一个控制芯片，通过相应的控制算法分别驱动两路电机，由整个反馈同步的过程在驱动器内完成，能够减少接受控制命令的时间延迟，避免因为驱动不同步导致的累计误差，提高两个电机的同步性。

Driver and driving method

The purpose of this application is to provide a two drive and drive method for solving the problem of the poor synchronization of the two driving wheels in the prior art. A drive two provided by the present application includes a control chip, two drive circuits and two feedback circuits, while driving the motor of the two driving wheels. Using a control chip, two motors are respectively driven by the corresponding control algorithm, by the feedback synchronization process is completed in the drive, can reduce the time delay of receiving control commands, to avoid because of the cumulative error driven synchronization result, improve synchronization of the two motors.

【技术实现步骤摘要】
一种驱动器及驱动方法
本申请涉及机器人控制领域，尤其涉及一种一拖二驱动器及驱动方法。
技术介绍
对于使用矢量控制驱动器及双轮差动方案的移动机器人来说，目前常规的驱动方案中，驱动轮的电机和驱动器是一一对应的，即一台电机，由一台独立的驱动器进行拖动及调速，由此控制机器人的两个驱动轮以相应的转速进行转动，从而实现前进、后退、转向等动作。在实际场景中，若当机器人当前正在匀速向前行进，而其中的一个驱动轮遇到了障碍(如驱动轮前出现一块大的石子，或者一个坑)，那么在该驱动轮越过阻碍时，另一个驱动轮并没有遇到这个阻碍，由于两个驱动器单独对两个驱动轮的电机进行控制，就会使得机器人在这个瞬间无法保证同步，行进方向发生偏差，甚至发生无法预计的后果。由于上位机的控制命令到达各驱动器的时间会存在一定的延迟，两台驱动器接收命令的时间同样会存在延迟，从而造成电机之间的动作不同步，导致累积误差。申请内容本申请的一个目的是提供一种一拖二驱动器及驱动方法，用以解决现有技术中两个驱动轮的电机同步性较差的问题。为实现上述目的，本申请提供了一种驱动器，用于对包含两个驱动轮的机器人设备进行驱动控制，所述机器人设备的每个驱动轮分别由一个电机驱动，其中，所述驱动器包括控制芯片、两个驱动电路和两个反馈电路；所述两个反馈电路，分别与两个电机连接，用于对对应电机进行采样，获取反馈信号，并将反馈信号发送至所述控制芯片；所述两个驱动电路，分别与两个电机，用于根据驱动控制信号生成对应电机的驱动信号，并基于所述驱动信号驱动对应电机；所述控制芯片，连接所述反馈电路和驱动电路，用于根据对应电机的输入信号和反馈信号进行同步处理，生成两个驱动电路的驱动控制信号，并将所述驱动控制信号发送至对应电机的驱动电路。进一步地，所述反馈电路包括电流反馈电路和速度反馈电路；所述电流反馈电路，用于对电机的电流进行采样，获取电流反馈信号，并将所述电流反馈信号发送至所述控制芯片；所述速度反馈电路，用于对电机的速度进行采用，获取速度反馈信号，并将所述速度反馈信号发送至所述控制芯片。进一步地，所述电机的输入信号为电机的速度输入信号，所述控制芯片包括：速度环模块，用于根据对应电机的速度输入信号和速度反馈信号生成对应电机的速度环控制信号；速度跟踪比率同步环模块，用于根据两个电机的速度输入信号和速度反馈信号生成对应电机的同步跟踪信号；电流环模块，用于根据对应电机的速度环同步信号和同步跟踪信号生成对应电机的速度环控制信号；驱动控制模块，用于根据对应电机的速度环控制信号生成驱动控制信号。进一步地，所述驱动控制模块，用于采用磁场定向控制算法以及空间矢量脉宽调制算法生成驱动控制信号。进一步地，所述控制芯片，还包括：输入模块，用于获取所述机器人设备的移动速度和旋转速度，并基于所述移动速度和旋转速度进行速度分解，获取每个电机的输入速度信号。进一步地，所述控制芯片，还包括：输出模块，用于获取两个电机的反馈速度信号，根据两个电机的反馈速度信号以及所述机器人设备的原始方位，获取所述机器人设备的当前方位。基于本申请的另一方面，还提供了一种驱动方法，该方法用于对包含两个驱动轮的机器人设备进行驱动控制，所述机器人设备的每个驱动轮分别由一个电机驱动，其中，所述方法基于控制芯片、两个驱动电路和两个反馈电路的驱动器，所述两个反馈电路分别与两个电机连接，所述两个驱动电路分别与两个电机，所述控制芯片连接所述反馈电路和驱动电路；所述方法包括：由两个反馈电路分别对对应电机进行采样，获取反馈信号，并将反馈信号发送至所述控制芯片；由两个驱动电路分别根据驱动控制信号生成对应电机的驱动信号，并基于所述驱动信号驱动对应电机；由所述控制芯片根据对应电机的输入信号和反馈信号进行同步处理，生成两个驱动电路的驱动控制信号，并将所述驱动控制信号发送至对应电机的驱动电路。进一步地，所述反馈电路包括电流反馈电路和速度反馈电路；由两个反馈电路分别对对应电机进行采样，获取反馈信号，并将反馈信号发送至所述控制芯片，包括：由所述电流反馈电路对电机的电流进行采样，获取电流反馈信号，并将所述电流反馈信号发送至所述控制芯片；由述速度反馈电路对电机的速度进行采用，获取速度反馈信号，并将所述速度反馈信号发送至所述控制芯片。进一步地，所述电机的输入信号为电机的速度输入信号，所述控制芯片包括速度环模块、速度跟踪比率同步环模块、电流环模块和驱动控制模块；由所述控制芯片根据对应电机的输入信号和反馈信号进行同步处理，生成两个驱动电路的驱动控制信号，并将所述驱动控制信号发送至对应电机的驱动电路，包括：由速度环模块根据对应电机的速度输入信号和速度反馈信号生成对应电机的速度环控制信号；由速度跟踪比率同步环模块根据两个电机的速度输入信号和速度反馈信号生成对应电机的同步跟踪信号；由电流环模块根据对应电机的速度环同步信号和同步跟踪信号生成对应电机的速度环控制信号；由驱动控制模块根据对应电机的速度环控制信号生成驱动控制信号。进一步地，由驱动控制模块根据对应电机的速度环控制信号生成驱动控制信号，包括：由驱动控制模块采用磁场定向控制算法以及空间矢量脉宽调制算法生成驱动控制信号。进一步地，所述控制芯片还包括输入模块；所述方法还包括：由所述输入模块获取所述机器人设备的移动速度和旋转速度，并基于所述移动速度和旋转速度进行速度分解，获取每个电机的输入速度信号。进一步地，所述控制芯片还包括输出模块；所述方法还包括：由所述输出模块获取两个电机的反馈速度信号，根据两个电机的反馈速度信号以及所述机器人设备的原始方位，获取所述机器人设备的当前方位。与现有技术相比，本申请提供了一种一拖二的驱动器，即该驱动器包括一个控制芯片、两个驱动电路和两个反馈电路，同时对两个驱动轮的电机进行驱动控制。采用一个控制芯片，通过相应的控制算法分别驱动两路电机，由整个反馈同步的过程在驱动器内完成，能够减少接受控制命令的时间延迟，避免因为驱动不同步导致的累计误差，提高两个电机的同步性。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本申请实施例提供的一种驱动器的结构示意图；图2为本申请实施例提供的驱动器中控制芯片的结构示意图；图3为本申请实施例中速度分解的运动学模型示意图；图4为本申请实施例提供的驱动器的处理原理示意图；图5为现有技术中常用的驱动器的算法架构图；图6为本申请实施例提供的驱动器的算法架构图；附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。具体实施方式下面结合附图对本申请作进一步详细描述。在本申请一个典型的配置中，终端、服务网络的设备和可信方均包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flashRAM)。内存是计算机可读介质的示例。计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动器，用于对包含两个驱动轮的机器人设备进行驱动控制，所述机器人设备的每个驱动轮分别由一个电机驱动，其中，所述驱动器包括控制芯片、两个驱动电路和两个反馈电路；所述两个反馈电路，分别与两个电机连接，用于对对应电机进行采样，获取反馈信号，并将反馈信号发送至所述控制芯片；所述两个驱动电路，分别与两个电机，用于根据驱动控制信号生成对应电机的驱动信号，并基于所述驱动信号驱动对应电机；所述控制芯片，连接所述反馈电路和驱动电路，用于根据对应电机的输入信号和反馈信号进行同步处理，生成两个驱动电路的驱动控制信号，并将所述驱动控制信号发送至对应电机的驱动电路。

【技术特征摘要】
1.一种驱动器，用于对包含两个驱动轮的机器人设备进行驱动控制，所述机器人设备的每个驱动轮分别由一个电机驱动，其中，所述驱动器包括控制芯片、两个驱动电路和两个反馈电路；所述两个反馈电路，分别与两个电机连接，用于对对应电机进行采样，获取反馈信号，并将反馈信号发送至所述控制芯片；所述两个驱动电路，分别与两个电机，用于根据驱动控制信号生成对应电机的驱动信号，并基于所述驱动信号驱动对应电机；所述控制芯片，连接所述反馈电路和驱动电路，用于根据对应电机的输入信号和反馈信号进行同步处理，生成两个驱动电路的驱动控制信号，并将所述驱动控制信号发送至对应电机的驱动电路。2.根据权利要求1所述的驱动器，其中，所述反馈电路包括电流反馈电路和速度反馈电路；所述电流反馈电路，用于对电机的电流进行采样，获取电流反馈信号，并将所述电流反馈信号发送至所述控制芯片；所述速度反馈电路，用于对电机的速度进行采用，获取速度反馈信号，并将所述速度反馈信号发送至所述控制芯片。3.根据权利要求2所述的驱动器，其中，所述电机的输入信号为电机的速度输入信号，所述控制芯片包括：速度环模块，用于根据对应电机的速度输入信号和速度反馈信号生成对应电机的速度环控制信号；速度跟踪比率同步环模块，用于根据两个电机的速度输入信号和速度反馈信号生成对应电机的同步跟踪信号；电流环模块，用于根据对应电机的速度环同步信号和同步跟踪信号生成对应电机的速度环控制信号；驱动控制模块，用于根据对应电机的速度环控制信号生成驱动控制信号。4.根据权利要求3所述的驱动器，其中，所述驱动控制模块，用于采用磁场定向控制算法以及空间矢量脉宽调制算法生成驱动控制信号。5.根据权利要求3所述的驱动器，其中，所述控制芯片，还包括：输入模块，用于获取所述机器人设备的移动速度和旋转速度，并基于所述移动速度和旋转速度进行速度分解，获取每个电机的输入速度信号。6.根据权利要求3所述的驱动器，其中，所述控制芯片，还包括：输出模块，用于获取两个电机的反馈速度信号，根据两个电机的反馈速度信号以及所述机器人设备的原始方位，获取所述机器人设备的当前方位。7.一种驱动方法，该方法用于对包含两个驱动轮的机器人设备进行驱动控制，所述机器人设备的每个驱动轮分别由一个电机驱动，其中，所述方法基于控制芯片、两个驱动电路和两个反馈电路的驱动器，所述两个反馈电路分别与两个电机连...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈笑行，王群，孟凯，郭崴，王秋晨，
申请(专利权)人：上海仙知机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31