一种位置控制型直流有刷电机控制方法技术

本发明专利技术公开了一种位置控制型直流有刷电机控制方法，涉及驱动电机技术领域。所述方法包括步骤：S1、构建基于双环PID模型的电机控制模型；S2、训练神经网络模型，并设定电机控制模型的参数；S3、将神经网络模型与电机控制模型连接，在电机运行过程中采集电机控制模型的运行参数，使神经网络模型实时电机控制模型的参数；所述电机控制模型的参数包括角度PID控制器和速度PID控制器的PID参数以及前馈权重。本发明专利技术通过神经网络调整PID参数和前馈权重，能有效提高模型的响应速度，减小稳态误差，并且具备较高的调节效率，从而节省调参过程消耗的人工成本。人工成本。人工成本。

【技术实现步骤摘要】
一种位置控制型直流有刷电机控制方法


[0001]本专利技术涉及驱动电机
，具体是一种位置控制型直流有刷电机控制方法。

技术介绍

[0002]直流有刷电机是应用广泛的驱动电机，其具有启动快、响应快的优点，因此被广泛应用于机器人、汽车、摩托车等领域。对于直流有刷电机的控制，PID控制器是一种经典的控制手段，具有调节范围广，响应速度快，容易实现的特点。PID控制器是一种根据偏差信号输出控制信号的控制器，其由比例（P）、积分（I）和微分（D）三种控制元素组成。在直流有刷电机的控制中，PID控制器常常用于控制电机的电流、转速和位置等参数。在PID控制的基础上，通过调整PID控制器的参数，可以实现匹配控制、跟踪控制和稳态控制等多种控制目标。
[0003]然而，在电机工作过程中，PID控制器参数的选取需要根据直流有刷电机的特性和实际使用需求制定，这就需要对电机的性能和特征有一个较为深入的了解，否则选取的参数可能不合理，导致控制效果不佳，无法实现电机预期的控制目标。并且，PID控制器调参需要人工参与，调整过程漫长且存在随意性，价格昂贵的实验设备和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种位置控制型直流有刷电机控制方法，其特征在于：包括步骤：S1、构建基于双环PID模型的电机控制模型；所述电机控制模型包括角度PID控制器、速度PID控制器、测量单元、前馈调节单元、参数整定单元和执行单元；S2、训练神经网络模型，并设定电机控制模型的参数；S3、将神经网络模型与电机控制模型连接，在电机运行过程中采集电机控制模型的运行参数，使神经网络模型实时电机控制模型的参数；所述电机控制模型的参数包括角度PID控制器和速度PID控制器的PID参数以及前馈权重；其中，所述训练神经网络模型，并设定电机控制模型的参数，具体包括：S21、在多种工作状态下，采集电机控制模型的运行参数，设计损失函数并通过优化算法训练神经网络模型；其中运行参数至少包括目标角度、当前角度和当前速度；S22、设定当前工作状态和目标角度，计算得到电机控制模型的参数；所述将神经网络模型与电机控制模型连接，具体包括：S31、将神经网络模型与测量单元连接，获取电机控制模型的运行参数；S32、将神经网络模型与参数整定单元连接，使参数整定单元获取神经网络模型的输出数据。2.根据权利要求1所述的位置控制型直流有刷电机控制方法，其特征在于：所述测量单元用于读取角度数据和速度数据并传输至角度PID控制器和速度PID控制器；角度PID控制器用于根据目标角度和角度数据生成速度期望值并输入速度PID控制器；速度PID控制器根据速度期望值和速度数据生成加速度期望值传输至执行单元。3.根据权利要求2所述的位置控制型直流有刷电机控制方法，其特征在于：所述前馈调节单元配置为控制前馈权重，并根据前馈权重将角度PID控制器的输出直接输入执行单元；参数整定单元用于调整角度PID控制器和速度PID控制器的PID参数以及前馈调节单元的前馈权重。4.根据权利要求1所述的位置控制型直流有刷电机控制方法，其特征在于：所述运行参数包括目标角度、当前角度和当前速度。5.根据权利要求1所述的位置控制型直流有刷电机控制方法，其特征在于：所述神经网络模型采用GRU模型，表示为：r
t =σ(W
r
x
t
+U
r
h
t
‑1+b
r
)z
t =σ(W
z
x
t
+U
z
h
t
‑1+b
z
)h
t
′
= tanh(W
h
x
t
+U
h
(r
t
⊙
h
t
‑1)+b
h
)h
t = (1
‑
z
t
)
⊙
h
t
‑1+z
t
⊙
h
t
′
其中，x
t<...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵勇，任海军，徐明宇，黄皓，包士维，梁国寿，
申请(专利权)人：小神童创新科技广州有限公司，
类型：发明
国别省市：