基于自适应PID控制的水下机器人推进器控制装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于自适应PID控制的水下机器人推进器控制装置及其控制方法，CAN数据收发模块接收推进器设定转速后传输给控制器模块，控制器模块根据霍尔传感器信号计算出推进器实时转速，控制器模块依据设定转速和实时转速，运用PID算法计算并输出相应占空比的PWM波到光电隔离驱动模块，驱动推进器转动；温度检测模块实时检测光电隔离驱动模块的MOS管温度，温度过高时，控制器模块启动保护动作。本发明专利技术采用自适应PID控制算法，具有自动整定控制器参数功能；采用CAN总线的通信方式方便布线与连接，占用资源较少；光电隔离驱动模块实现控制装置和推进器间的完全电气隔离，提高装置整体的稳定性。

Underwater robot thruster control device based on adaptive PID control and control method thereof

The invention discloses a robot propeller control device and control method of adaptive PID control in underwater based on CAN data transceiver module receives the propeller speed setting and then transmitted to the controller module, controller module according to the Holzer sensor signal calculated real-time speed and propeller speed setting, real-time speed controller module based PID algorithm is used to calculate and output the corresponding duty the ratio of PWM wave to the Optocouple, driving the propeller; temperature detection module detect Optocouple MOS tube temperature, when the temperature is too high, the control module starts the protection action. The invention adopts the adaptive PID control algorithm with automatic controller tuning function; the communication mode of CAN bus wiring and convenient connection, less resource consumption; Optocouple achieve full control of electrical isolation between propeller device and improve the stability of the whole device.

【技术实现步骤摘要】
基于自适应PID控制的水下机器人推进器控制装置及其控制方法
本专利技术属于水下机器人推进器技术，具体涉及一种基于自适应PID控制的水下机器人推进器控制装置及其控制方法。
技术介绍
21世纪人类面临人口膨胀和生存空间有限的矛盾，占地球表面积71％的海洋，是一个富饶而远未得到开发的宝库。水下机器人的出现为人类进行深海资源的研究与开发提供了强有力的工具。目前，水下机器人广泛应用于海洋救助与打捞、深海资源调查、海洋石油开采、水下工程施工、军事和国防建设等诸多方面，己经产生了巨大的经济效益和社会效益，具有潜在的应用前景。水下机器人作为人们探测水下世界的一种重要工具日益显示着它的重要性推进器是水下机器人的主要组成部分，将其它形式的能源转化成机械能从而推动水下机器人运动，是水下机器人的动力源泉。水下机器人在执行作业需要完成指定的姿态和动作时，推进器发挥着关键性的作用。良好的水下推进器控制系统是水下机器人姿态、航程、航速等相关性能的有力保证。因此高机动性、高可靠性、高准确性的水下机器人推进器控制系统对我们开发、利用海洋资源显得十分重要。无刷直流电机由于其高效率、高可靠性以及维护成本低等优点，在中小型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于自适应PID控制的水下机器人推进器控制装置，其特征在于：包括数据隔离模块、CAN数据收发模块、光电隔离驱动模块、控制器模块以及温度检测模块；水下机器人主控制器发送给推进器的设定转速经过数据隔离模块的隔离作用后传输到CAN数据收发模块，CAN数据收发模块接收数据后传输给控制器模块，控制器模块根据转速设定值输出相应占空比的PWM波，并传输到光电隔离驱动模块，驱动水下机器人推进器动作；水下机器人推进器的霍尔传感器信号经过光电隔离驱动模块的隔离后传输到控制器模块，由控制器模块计算出推进器的实时转速；控制器模块以设定转速和实时转速为依据，运用PID算法计算出相应占空比的PWM波，调整水下机器人推...

【技术特征摘要】
1.一种基于自适应PID控制的水下机器人推进器控制装置，其特征在于：包括数据隔离模块、CAN数据收发模块、光电隔离驱动模块、控制器模块以及温度检测模块；水下机器人主控制器发送给推进器的设定转速经过数据隔离模块的隔离作用后传输到CAN数据收发模块，CAN数据收发模块接收数据后传输给控制器模块，控制器模块根据转速设定值输出相应占空比的PWM波，并传输到光电隔离驱动模块，驱动水下机器人推进器动作；水下机器人推进器的霍尔传感器信号经过光电隔离驱动模块的隔离后传输到控制器模块，由控制器模块计算出推进器的实时转速；控制器模块以设定转速和实时转速为依据，运用PID算法计算出相应占空比的PWM波，调整水下机器人推进器的转速；所述温度检测模块紧贴光电隔离驱动模块的MOS管，实时检测MOS管的温度，MOS管实时温度高于上限值时，控制器模块启动推进器保护动作；MOS管的实时温度和推进器的实时转速通过CAN数据收发模块上传到水下机器人主控制器。2.根据权利要求1所述的基于自适应PID控制的水下机器人推进器控制装置，其特征在于：所述数据隔离模块由数字隔离芯片构成隔离电路，用以隔离推进器与水下机器人主控制器之间的CAN数据信号。3.根据权利要求1所述的基于自适应PID控制的水下机器人推进器控制装置，其特征在于：所述CAN数据收发模块由CAN数据收发器芯片构成数据收发电路，完成CAN数据包的接收与发送，此处的CAN数据包包括实时温度和转速数据。4.根据权利要求1所述的基于自适应PID控制的水下机器人推进器控制装置，其特征在于：所述光电隔离驱动模块由光电耦合器、SPWM驱动电路和MOS管构成隔离驱动电路，完成控制器模块与推进器之间的完全电气隔离以及推进器的驱动。5.根据权利要求1所述的基于自适应PID控制的水下机器人推进...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴晓强，邹博，刘维亭，赵强，袁文华，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32