双驱式设备直线运动控制方法、装置及双驱式设备制造方法及图纸

本申请涉及多驱动设备技术领域，基于惯性反馈，一阶闭环PID调节双驱形成方向阻尼控制直线轨迹运动。具体公开了一种双驱式设备直线运动控制方法、装置及双驱式设备，该方法包括：输入初始运动控制量；获取陀螺仪偏航方向角加速度分量；对陀螺仪偏航方向角加速度分量量化处理输出偏航位置角度的偏差值；根据偏差值通过PID算法实时调节输出运动控制量‑pwm，以均匀左右两个驱动的运动速度，使得运动装置的最终运动轨迹呈直线。

【技术实现步骤摘要】
双驱式设备直线运动控制方法、装置及双驱式设备
本申请涉及直线运动
，尤其涉及一种双驱式设备直线运动控制方法、装置及双驱式设备。
技术介绍
双驱动(即左右独立驱动源)因为目标电气电路、电机系数偏差以及装置结构本身受力不均和外界干扰等因素众多，致使运动无法实现相对直线运动，而呈现左抛物或是右抛物的运动轨迹。请参照图1所示，在t0至t2时间段双驱R/L理想的运动速度是v1，且对应的运动位移(v1×t2)，则运动轨迹Ob，综合上述因素影响，v1是不会持续稳定的，图示t1时刻发生了变化。左图示v1→b，表示t0至t2时间段过程双驱(左驱动、右驱动)的速度是匀速并保持一致，这是理想情况下的体现，对应右图Ob线段轨迹即直线运动；v1→a，v1→c，表示t0至t2时间段过程的速度，可以看出t1后速度的值并不是理想中的值，且也有可能不是很接近理想的速度，有存在加速度，则位移：这就是实际应用中开环控制的体现，其运动轨迹会出现左偏或是右偏Oa，Oc。
技术实现思路
本申请提供了一种双驱式设备直线运动控制方法、装置及双驱式设备，以实线双驱式设备的直线运动。第一方面，本申请提供了一种双驱式设备直线运动控制方法，所述方法包括：输入初始运动控制量；获取陀螺仪偏航方向角加速度分量；对陀螺仪偏航方向角加速度分量量化处理输出偏航位置角度的偏差值；根据偏差值通过PID算法实时调节输出运动控制量，以均匀左右两个驱动的运动速度，使得运动装置的最终运动轨迹呈直线。第二方面，本申请还提供了一种双驱式设备直线运动控制装置，所述双驱式车模包括：输入PWM单元，用于输入初始运动控制量；角速度获取单元，用于获取陀螺仪偏航方向角加速度分量；角度偏差单元，用于对陀螺仪偏航方向角加速度矢量量化处理输出偏航位置角度的偏差值；PWM控制单元，根据偏差值通过PID算法实时调节输出运动控制量，以均匀左右两个驱动的运动速度，使得运动装置的最终运动轨迹呈直线。第三方面，本申请还提供了双驱式设备，其采用了上述的双驱式设备直线运动控制方法。本申请公开了一种双驱式设备直线运动控制方法、装置及双驱式设备，通过周期获取陀螺仪偏航方向角加速度矢量数据；经程序运算输出位置角度偏差值；通过PID算法调节输出PWM控制量，调整直线运动。该方法基于惯性反馈，一阶闭环PID调节双驱形成方向阻尼控制直线轨迹运动。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是双驱动运动轨迹特性曲线图；图2是本申请的实施例提供的双驱式设备直线运动控制方法的示意流程图；图3是图2中的双驱式设备直线运动控制方法的子步骤示意流程图；图4是本申请的实施例提供的直线运动控制方法的应用场景示意图；图5本申请实施例提供的一种双驱式设备直线运动控制装置的示意性框图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。本申请的实施例提供了一种双驱式设备直线运动控制方法。该双驱式设备直线运动控制方法可以应用于双驱式车模、双驱动式机器人中，以实现直线运动。需要说明的是，双驱式设备直线运动控制方法用于控制双驱动式的机械设置的直线运动，不仅仅局限于双驱式车模和双驱式机器人中，当然可以用于对其他运动设备，比如拖地机器人、自动运货机器人等。下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。请参阅图2，图2是本申请的实施例提供的一种双驱式设备直线运动控制方法的示意流程图。该双驱式设备直线运动控制方法包括步骤S101至步骤S104。S101、输入初始运动控制量。具体地，输入初始运动控制量，比如前进、后退、沿路线运动等。输入了初始运动控制量后，双驱式设备会因为目标电气电路、电机系数偏差以及装置结构本身受力不均和外界干扰等因素众多，致使运动无法实现相对直线运动，而呈现左抛物或是右抛物的运动轨迹，因此需要对初始运动控制量(pwm_input)进行阻尼调整，最后再输出调整后的输出运动控制量(pwm_output)。S102、陀螺仪偏航方向角加速度矢量数据。其中，本申请适用于具有两个运动驱动的设备，比如双驱动式机器人等。具体地，陀螺传感器周期性的采集并输出方向矢量角加速度。S103、陀螺仪偏航方向角加速度矢量数据量化处理输出位置角度的偏差值。具体地，通过矢量转换，并且量化输出±2π＝±360°。本申请引入一个输入运动控制量来控制设备的直线运动，通过计算陀螺仪偏航方向输出位置角度偏差值，再对双驱设备的输出进行调整控制，以达到直线运动的效果。S104、根据偏差值通过PID算法实时调节输出运动控制量，以均匀左右两个驱动的运动速度，使得运动装置的最终运动轨迹呈直线。其中，PID算法是在过程控制中，按偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制的PID控制器(亦称PID调节器)是应用最为广泛的一种自动控制器。它具有原理简单，易于实现，适用面广，控制参数相互独立，参数的选定比较简单等优点。通过将计算出偏航方向角度偏差值代入到PID算法中以进行调节PWM控制量，以实现双驱动设备的直线运动。上述实施例提供的控制方法，通过引入输入运动控制量来进行调整直线运动，先采陀螺仪传感器的方向角加速度分量、通过积误差计算输出方向角度偏差值，最后代入到PID算法中调节输出运动控制量，从而实现双驱动设备的直线运动。本专利技术基于惯性反馈，一阶闭环PID调节多驱形成方向阻尼控制直线轨迹运动。请参照图3所示，计算各个驱动输出位置角速度偏差值包括步骤S1021-S1023。S1021、对惯性陀螺仪原始角加速度量化输出位置角度的偏差值的微分控制。输出瞬间时刻的角度位移ΔS，(vi-vi-1)是角加速度，Υ是传感器的量化系数，量化成yaw位置角数据(±360°)，dt微分时间。S1021、对惯性陀螺仪原始角加速度量化输出位置角度的偏差值的积分控制。可视化输出yaw偏航角数据(±360°)；其中当时，令其为零输出，即视为低通滤波执行，取低频噪声系数。S1021、获取t时刻位置角的误差。取t时刻位置角的误本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双驱式设备直线运动控制方法，其特征在于，包括：/n输入初始运动控制量；/n获取陀螺仪偏航方向角加速度分量；/n对陀螺仪偏航方向角加速度分量量化处理输出偏航位置角度的偏差值；/n根据偏差值通过PID算法实时调节输出运动控制量，以均匀左右两个驱动的运动速度，使得运动装置的最终运动轨迹呈直线。/n

【技术特征摘要】
1.一种双驱式设备直线运动控制方法，其特征在于，包括：
输入初始运动控制量；
获取陀螺仪偏航方向角加速度分量；
对陀螺仪偏航方向角加速度分量量化处理输出偏航位置角度的偏差值；
根据偏差值通过PID算法实时调节输出运动控制量，以均匀左右两个驱动的运动速度，使得运动装置的最终运动轨迹呈直线。


2.根据权利要求1所述的双驱式设备直线运动控制方法，其特征在于，在所述周期地获取陀螺仪偏航方向角加速度分量中，通过惯性反馈装置周期地获取陀螺仪偏航方向角加速度数据。


3.根据权利要求2所述的双驱式设备直线运动控制方法，其特征在于，对陀螺仪偏航方向角加速度分量量化处理输出偏航位置角度的偏差值，包括：
对惯性陀螺仪原始角加速度量化输出位置角度的偏差值的微分控制；
对惯性陀螺仪原始角加速度量化输出位置角度的偏差值的积分控制；

【专利技术属性】
技术研发人员：洪英盛，侯昌华，全常圆，蔡鹏跃，
申请(专利权)人：深圳市智能派科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44