一种多电动杆同步控制方法技术

本公开提供了一种双电动杆同步控制方法，包括以下步骤：步骤1获取电动杆的初始长度为初始目标位置；步骤2控制器向电动杆发送速度指令，电动杆根据速度指令更新初始目标位置为新的目标位置；步骤3，电动杆以设定的反馈周期向控制器反馈各自的实际位置；步骤4，根据实际位置和新的目标位置，计算位置差值；步骤5控制器根据位置差值，依据PID控制算法生成开环速度，电动杆依据开环速度动作；步骤6，控制器将开环速度作为控制电动杆动作的速度指令，重复步骤2至5，使得所有电动杆位置同步。本公开的控制方法通过引入位置差和速度做负反馈，使得开环速度变成具有反馈量修正的闭环速度，达到消除不同电动杆之间位置差，达到位置同步的目的。

A synchronous control method of multi electric poles

【技术实现步骤摘要】
一种多电动杆同步控制方法
本公开涉及电动杆控制方法，尤其涉及一种多电动杆同步控制方法。
技术介绍
机器人机械臂的肩关节在转动时为了实现大力矩大负载，通常采用两个电动杆进行驱动，虽然能够增大力矩，但由于电动杆的推杆与机械臂之间是刚性连接，系统对两个电动杆的推杆有一个同步要求，否则机械臂会受到损坏。对于排爆机器人来讲，主要通过控制电动杆的速度来控制机械臂的转动速度，进而控制机械臂的末端速度，这就对电动杆的同步控制提出了一个难题。由于缺乏闭环速度控制，在实际运行中，即使给定同样的开环速度，双推杆在运动过程中也会存在高达几十毫米的位置差，对机械机构损害极大。
技术实现思路
本公开提供了一种多电动杆同步控制方法，该方法利用PID控制实现电动杆的同步控制。本公开的技术方案是这样实现的：一种多电动杆同步控制方法，所述电动杆包括第1个电动杆至第N个电动杆，N≥2；所述电动杆与控制器相连，包括以下步骤：步骤1，控制器分别获取所述第1个电动杆至所述第N个电动杆的初始长度作为初始目标位置；步骤2，控制器向所述第1个电动杆至第N个电动杆同时发送速度指令，所述第1个电动杆至第N个电动杆依据所述速度指令更新初始目标位置为新的目标位置；步骤3，所述第1个电动杆至第N个电动杆均以设定的反馈周期向所述控制器反馈各自的实际位置；其中，所述第1个电动杆的实际位置为第1实际位置，所述第N个电动杆的实际位置为第N实际位置；步骤4，根据所述第1实际位置和新的目标位置，计算第1位置差值；根据第N实际位置和新的目标位置，计算第N位置差值；步骤5，控制器根据第1位置差值至第N位置差值，依据PID控制算法分别对应生成第1开环速度至第N开环速度；所述第一个电动杆至第N个电动杆，分别对应按照第1开环速度至第N开环速度动作；步骤6，控制器将第1开环速度至第N开环速度，分别对应作为控制第1个电动杆至第N个电动杆作动的速度指令，重复步骤2至5，使得第1个电动杆至第N个电动杆位置同步。进一步地，所述PID控制算法如下：v＝p×err+d×(err-err_last)；其中，v未生成的速度，err为电动杆实际位置和目标位置的差值，err_last为上一个差值；p和d为控制系数，p＞0，d＞0。进一步地，调节PID控制算法的参数，以增大PID控制的稳态误差，消除电动杆因速度频繁加减速带来的抖动。进一步地，调节PID控制算法的参数为：减小系数p的值。进一步地，所述电动杆为伺服电动杆，具有绝对位置反馈信息、绝对位置控制能力和开环速度控制能力。进一步地，步骤2中，电动杆更新目标位置的方法包括：电动杆依据设定的指令周期间隔接受控制器发送的速度指令，根据所述指令周期，以及所述速度指令，计算在所述指令周期内电动杆的动作距离，将该距离累加到原目标位置，作为新的目标位置。进一步地，所述稳态误差应满足电动杆两个指令周期内动作的最大距离的需求。进一步地，所述指令周期为50ms。进一步地，所述反馈周期为100ms。进一步地，所述控制器通过CAN总线与所述电动杆通信连接。附图说明附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。图1是本公开的控制方法的流程示意图；图2是本公开的控制方法的原理示意图；具体实施方式下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。实施例一本实施例提供一种多电动杆同步控制方法，所述电动杆包括第1个电动杆至第N个电动杆，N≥2；所述电动杆与控制器相连；其中所述电动杆的数量依据本公开实际应用场景的需要设定。参照图1和图2，所述控制方法包括以下步骤：步骤1，控制器分别获取所述第1个电动杆的初始长度至所述第N个电动杆的初始长度作为初始目标位置；其中，电动杆的初始长度为电动杆推杆的初始长度，根据设定的需要，一般情况下，同组应用下的电动杆的初始长度基本相同。步骤2，控制器向所述第1个电动杆至第N个电动杆同时发送速度指令，所述第1个电动杆至第N个电动杆依据所述速度指令更新初始目标位置为新的目标位置；其中，电动杆依据设定的指令周期间隔接受控制器发送的速度指令，所述新的目标位置根据指令周期的时间与速度指令对应的速度，依据距离、速度、时间三者对应，进行计算，然后将计算后的得到的电动杆动作距离，将该距离累加到原目标位置，即得到新的目标位置；其中，所述指令周期的时间间隔可根据期望达到的效果和目的进行设置，例如本实施例中，所述指令周期设定为50ms。即，电动杆的目标位置每间隔50ms将会做一次更新。步骤3，所述第1个电动杆至第N个电动杆均以设定的反馈周期向所述控制器反馈各自的实际位置；其中，所述第1个电动杆的实际位置为第1实际位置，所述第N个电动杆的实际位置为第N实际位置；其中，所述反馈周期的时间间隔可根据期望达到的效果和目的进行设置，例如本实施例中，所述反馈周期设定为100ms，即，电动杆每间隔100ms向控制器反馈一次实际位置。步骤4，根据所述第1实际位置和新的目标位置，计算第1位置差值；根据第N实际位置和新的目标位置，计算第N位置差值；步骤5，控制器根据第1位置差值至第N位置差值，依据PID控制算法分别对应生成第1开环速度至第N开环速度；所述第一个电动杆至第N个电动杆，分别对应按照第1开环速度至第N开环速度动作；其中，所述每个电动杆杆对应的开环速度，因为差值不同，而使得开环速度有所差异。步骤6，控制器将第1开环速度至第N开环速度，分别对应作为控制第1个电动杆至第N个电动杆作动的速度指令，重复步骤2至5，使得第1个电动杆至第N个电动杆位置同步。通过以上步骤，可以实现多电动杆在运动时位置同步和速度伺服，采用PID控制方法，通过将实际位置与目标位置的差值作为反馈参数，进而在速度层面做了负反馈，使得开环速度变成具有反馈量修正的闭环速度，实现电动杆开环速度的闭环控制，达到消除不同电动杆之间的位置差，达到位置同步的目的。所述PID控制算法如下：v＝p×err+d×(err-err_last)；其中，v未生成的速度，err为电动杆实际位置和目标位置的差值，err_last为上一个差值；p和d为控制系数，p＞0，d＞0。通过以上实施例可知，所述电动杆的没间隔一个指令周期更新一次目标位置，每间隔一个反馈周期更新一次开环速度，这会导致通过本实施例的控制方法，电动杆会出现频繁的加减速，从而可能引起电动杆的推本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多电动杆同步控制方法，所述电动杆包括第1个电动杆至第N个电动杆，N≥2；其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，控制器分别获取所述第1个电动杆至所述第N个电动杆的初始长度作为初始目标位置；/n步骤2，控制器向所述第1个电动杆至第N个电动杆同时发送速度指令，所述第1个电动杆至第N个电动杆依据所述速度指令更新初始目标位置为新的目标位置；/n步骤3，所述第1个电动杆至第N个电动杆均以设定的反馈周期向所述控制器反馈各自的实际位置；其中，所述第1个电动杆的实际位置为第1实际位置，所述第N个电动杆的实际位置为第N实际位置；/n步骤4，根据所述第1实际位置和新的目标位置，计算第1位置差值；根据第N实际位置和新的目标位置，计算第N位置差值；/n步骤5，控制器根据第1位置差值至第N位置差值，依据PID控制算法分别对应生成第1开环速度至第N开环速度；所述第一个电动杆至第N个电动杆，分别对应按照第1开环速度至第N开环速度动作；/n步骤6，控制器将第1开环速度至第N开环速度，分别对应作为控制第1个电动杆至第N个电动杆作动的速度指令，重复步骤2至5，使得第1个电动杆至第N个电动杆位置同步。/n

【技术特征摘要】
1.一种多电动杆同步控制方法，所述电动杆包括第1个电动杆至第N个电动杆，N≥2；其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，控制器分别获取所述第1个电动杆至所述第N个电动杆的初始长度作为初始目标位置；
步骤2，控制器向所述第1个电动杆至第N个电动杆同时发送速度指令，所述第1个电动杆至第N个电动杆依据所述速度指令更新初始目标位置为新的目标位置；
步骤3，所述第1个电动杆至第N个电动杆均以设定的反馈周期向所述控制器反馈各自的实际位置；其中，所述第1个电动杆的实际位置为第1实际位置，所述第N个电动杆的实际位置为第N实际位置；
步骤4，根据所述第1实际位置和新的目标位置，计算第1位置差值；根据第N实际位置和新的目标位置，计算第N位置差值；
步骤5，控制器根据第1位置差值至第N位置差值，依据PID控制算法分别对应生成第1开环速度至第N开环速度；所述第一个电动杆至第N个电动杆，分别对应按照第1开环速度至第N开环速度动作；
步骤6，控制器将第1开环速度至第N开环速度，分别对应作为控制第1个电动杆至第N个电动杆作动的速度指令，重复步骤2至5，使得第1个电动杆至第N个电动杆位置同步。


2.如权利要求1所述的一种多电动杆同步控制方法，其特征在于，所述PID控制算法如下：
v＝p×err+d×(err-err_last)；其中，v未生成的速度，err为电动杆实际位置和目标位置的差值，err_last为上一个差值；p和d为控制系数，p＞0，d＞0。...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢加伟，王芳，李硕，李楠，
申请(专利权)人：航天科工智能机器人有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11