平衡车的控制方法、装置、平衡车及计算机可读存储介质制造方法及图纸

本申请适用于自动控制技术领域，提供了一种平衡车的控制方法、装置、平衡车及存储介质，包括：获取平衡车在当前时刻的第一状态量；基于第一状态量以及平衡车的动力学模型，采用模型预测控制算法预测平衡车在目标时刻的第二状态量，并确定第二状态量与平衡车在目标时刻的期望状态量之间的误差；第二状态量与第一状态量、平衡车在各个控制时刻所受的推力以及误差相关，且相关关系构成预设约束条件；确定在满足预设约束条件的情况下误差的绝对值最小时平衡车在各个控制时刻所受的目标推力；基于平衡车在当前时刻所受的目标推力对平衡车进行驱动控制，可以保证基于确定出的推力对平衡车进行驱动控制时平衡车不会失去稳定，提高了平衡车控制的稳定性。平衡车控制的稳定性。平衡车控制的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
平衡车的控制方法、装置、平衡车及计算机可读存储介质


[0001]本申请属于自动控制
，尤其涉及一种平衡车的控制方法、装置、平衡车及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]随着自动化控制技术的不断发展以及人们生活水平的日益提高，越来越多的用户选择平衡车作为出行的代步工具。平衡车是一个典型的欠驱动系统，其仅在驱动轮有驱动力，因此，对平衡车的稳定控制是需要解决的关键问题，需要在控制平衡车的移动速度的同时尽可能保证平衡车的整体倾角的稳定性。
[0003]现有技术通常是基于比例积分微分(proportional integral derivative，PID)控制算法对平衡车进行控制，该方法是采用平衡车过去的状态量以及当前时刻的状态量来确定平衡车在当前时刻所受的推力。然而，基于该方法确定出的推力经常会超出平衡车可提供的驱动力的范围，基于该方式确定出的推力对平衡车进行驱动控制容易导致平衡车失去稳定，降低了平衡车控制的稳定性。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例提供了一种平衡车的控制方法、装置、平衡车及计算机可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平衡车的控制方法，其特征在于，包括：获取所述平衡车在当前时刻的第一状态量；基于所述第一状态量以及所述平衡车的动力学模型，采用模型预测控制算法预测所述平衡车在目标时刻的第二状态量，并确定所述第二状态量与所述平衡车在所述目标时刻的期望状态量之间的误差；所述第二状态量与所述第一状态量、所述平衡车在各个控制时刻所受的推力以及所述误差相关，且相关关系构成预设约束条件，所述控制时刻包括所述当前时刻以及所述当前时刻与所述目标时刻之间的多个预设时刻；确定在满足所述预设约束条件的情况下所述误差的绝对值最小时所述平衡车在各个所述控制时刻所受的目标推力；基于所述平衡车在所述当前时刻所受的目标推力对所述平衡车进行驱动控制。2.根据权利要求1所述的平衡车的控制方法，其特征在于，每相邻两个所述预设时刻之间间隔第一时长，第一个所述预设时刻与所述当前时刻之间间隔所述第一时长，最后一个所述预设时刻与所述目标时刻之间间隔所述第一时长；对应地，所述基于所述第一状态量以及所述平衡车的动力学模型，采用模型预测控制算法预测所述平衡车在目标时刻的第二状态量，包括：根据所述动力学模型确定所述平衡车的离散化状态转移矩阵；根据所述第一状态量以及所述离散化状态转移矩阵，确定各个所述预设时刻的状态量以及所述第二状态量。3.根据权利要求2所述的平衡车的控制方法，其特征在于，所述根据所述动力学模型确定所述平衡车的离散化状态转移矩阵，包括：根据所述平衡车的动力学模型确定所述平衡车的状态空间表达式；根据所述平衡车的状态空间表达式确定所述离散化状态转移矩阵。4.根据权利要求2所述的平衡车的控制方法，其特征在于，在所述根据所述第一状态量以及所述离散化状态转移矩阵，确定各个所述预设时刻的状态量以及所述第二状态量之后，所述平衡车的控制方法还包括：根据采用所述离散化状态转移矩阵得到的所述第二状态量以及所述误差确定所述预设约束条件。5.根据权利要求1至4任一项所述的平衡车的控制方法，其特征在于，每相邻两个所述预设时刻之间间隔第一时长，第一个所述预设时刻与所述当前时刻之间间隔所述第一时长，最后一个所述预设时刻与所述目标时刻之间间隔所述第一时长；所述平衡车的状态量通过所述平衡车的位置、速度、所述平衡车的倒立摆的摆角以及所述倒立摆的角速度描述；对应地，所述基于所述第一状态量以及所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘益彰，葛利刚，陈春玉，周江琛，罗璇，张志豪，
申请(专利权)人：深圳市优必选科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：