机器人电机PID参数确定方法、装置和计算机设备制造方法及图纸

本申请涉及一种机器人电机PID参数确定方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：获取满足测试条件的待测PID参数；控制待测对象的电机按照待测PID参数，在预设转速范围内，进行不同转速的匀速旋转；分别采集电机在不同转速下的最大转速波动；基于电机在不同转速下的最大转速波动，拟合得到在待测PID参数下，电机的最大转速波动随转速变化的趋势图；比较电机在多组待测PID参数下的趋势图，确定目标PID参数。采用本方法能够提高PID参数整定准确率、效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
机器人电机PID参数确定方法、装置和计算机设备


[0001]本申请涉及参数整定
，特别是涉及一种机器人电机PID参数确定方法、装置、计算机设备和存储介质。

技术介绍

[0002]对于使用PID（proportion
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integral
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derivative，比例
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积分
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微分）控制器的机器人系统，一般是通过PID控制器的比例、积分、微分三个环节共同控制机器人电机转速，以加快电机响应并抑制电机转速波动。为了取得最佳的控制效果，通常需要对PID控制器的3个控制参数（比例系数、积分系数和微分系数）进行调整，即PID参数整定。
[0003]传统技术中，通常使用经验试凑法进行PID 参数整定，例如，在观察系统响应曲线的同时，不断调整 PID参数，直到获得满意的控制效果为止。
[0004]然而，传统技术中，既要在观察响应曲线的同时，不断地调整参数，又要控制机器人运行、采集运行数据等，一方面，在观察响应曲线的过程中，易出现疏漏，另一方面，需要进行大量的重复性动作。因此，传统技术中的PID参数整定方式，导致PID参数整定的准确率、效率不高。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高PID参数整定准确率、效率的机器人电机PID参数确定方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
[0006]第一方面，本申请提供了一种机器人电机PID参数确定方法。所述方法包括：获取满足测试条件的待测PID参数；控制待测对象的电机按照待测PID参数，在预设转速范围内，进行不同转速的匀速旋转；分别采集电机在不同转速下的最大转速波动；基于电机在不同转速下的最大转速波动，拟合得到在待测PID参数下，电机的最大转速波动随转速变化的趋势图；比较电机在多组待测PID参数下的趋势图，确定目标PID参数。
[0007]在其中一个实施例中，控制待测对象的电机按照待测PID参数，在预设转速范围内，进行不同转速的匀速旋转，包括：确定预设转速范围，以及在预设转速范围内转速的递增规则；控制待测对象的电机按照待测PID参数，在预设转速范围内，基于所确定的转速的递增规则，依次进行不同转速的匀速旋转。
[0008]在其中一个实施例中，分别采集电机在不同转速下的最大转速波动，包括：针对预设转速范围内的每一转速，采集在电机按照转速进行匀速旋转并发生转速波动的情况下，电机达到的最大转速与最小转速之差；
将电机在转速下对应的最大转速与最小转速之差，作为电机在转速下的最大转速波动。
[0009]在其中一个实施例中，基于电机在不同转速下的最大转速波动，拟合得到在待测PID参数下，电机的最大转速波动随转速变化的趋势图，包括：基于电机在不同转速下的最大转速波动，绘制表征电机的转速、最大转速波动之间对应关系的多个离散点；拟合多个离散点，得到在待测PID参数下，电机的最大转速波动随转速变化的趋势图。
[0010]在其中一个实施例中，比较电机在多组待测PID参数下的趋势图，确定目标PID参数，包括：基于电机在多组待测PID参数下的趋势图中各离散点对应的转速，从同一转速下的离散点中，确定出最大转速波动最小的目标离散点；基于各目标离散点所属的趋势图，确定目标离散点最多的目标趋势图；将目标趋势图所对应的待测PID参数，确定为目标PID参数。
[0011]在其中一个实施例中，趋势图的横坐标表征电机的转速，趋势图的纵坐标表征电机的最大转速波动；所述方法还包括：基于电机在目标PID参数下的趋势图，选取纵坐标超出最大转速波动阈值的多个待测离散点；将多个待测离散点各自对应的横坐标均作为待测转速；针对每一待测转速，导出在电机按照待测转速进行旋转的过程中，电机的实际转速数据；分别对电机在不同待测转速下的实际转速数据进行频谱分析，确定电机在不同待测转速下发生转速波动的原因。
[0012]在其中一个实施例中，分别对电机在不同待测转速下的实际转速数据进行频谱分析，确定电机在不同待测转速下发生转速波动的原因，包括：分别对电机在不同待测转速下的实际转速数据进行频谱分析，得到电机在不同待测转速下的转速频谱图；针对每一待测转速，基于电机在待测转速下的转速频谱图，确定电机在待测转速下的波动频率；基于电机在待测转速下的波动频率与电机的待测转速之间的倍频关系，确定电机在待测转速下发生转速波动的原因；倍频关系基于波动频率与待测转速的商确定。
[0013]第二方面，本申请还提供了一种机器人电机PID参数确定装置。所述装置包括：待测参数确定模块，用于获取满足测试条件的待测PID参数；转速控制模块，用于控制待测对象的电机按照待测PID参数，在预设转速范围内，进行不同转速的匀速旋转；转速波动采集模块，用于分别采集电机在不同转速下的最大转速波动；趋势图拟合模块，用于基于电机在不同转速下的最大转速波动，拟合得到在待测PID参数下，电机的最大转速波动随转速变化的趋势图；
PID参数确定模块，用于比较电机在多组待测PID参数下的趋势图，确定目标PID参数。
[0014]第三方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：获取满足测试条件的待测PID参数；控制待测对象的电机按照待测PID参数，在预设转速范围内，进行不同转速的匀速旋转；分别采集电机在不同转速下的最大转速波动；基于电机在不同转速下的最大转速波动，拟合得到在待测PID参数下，电机的最大转速波动随转速变化的趋势图；比较电机在多组待测PID参数下的趋势图，确定目标PID参数。
[0015]第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：获取满足测试条件的待测PID参数；控制待测对象的电机按照待测PID参数，在预设转速范围内，进行不同转速的匀速旋转；分别采集电机在不同转速下的最大转速波动；基于电机在不同转速下的最大转速波动，拟合得到在待测PID参数下，电机的最大转速波动随转速变化的趋势图；比较电机在多组待测PID参数下的趋势图，确定目标PID参数。
[0016]第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：获取满足测试条件的待测PID参数；控制待测对象的电机按照待测PID参数，在预设转速范围内，进行不同转速的匀速旋转；分别采集电机在不同转速下的最大转速波动；基于电机在不同转速下的最大转速波动，拟合得到在待测PID参数下，电机的最大转速波动随转速变化的趋势图；比较电机在多组待测PID参数下的趋势图，确定目标PID参数。
[0017]上述机器人电机PID参数确定方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，先获取满足测试条件的待测PID参数，即预先缩小PID参数调试范围，避免耗费时间测试与需求相差较远的PID参数，然后，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人电机PID参数确定方法，其特征在于，所述方法包括：获取满足测试条件的待测PID参数；控制待测对象的电机按照所述待测PID参数，在预设转速范围内，进行不同转速的匀速旋转；分别采集所述电机在不同转速下的最大转速波动；基于所述电机在不同转速下的最大转速波动，拟合得到在所述待测PID参数下，所述电机的最大转速波动随转速变化的趋势图；比较所述电机在多组待测PID参数下的趋势图，确定目标PID参数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制待测对象的电机按照所述待测PID参数，在预设转速范围内，进行不同转速的匀速旋转，包括：确定预设转速范围，以及在所述预设转速范围内转速的递增规则；控制待测对象的电机按照所述待测PID参数，在所述预设转速范围内，基于所确定的转速的递增规则，依次进行不同转速的匀速旋转。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别采集所述电机在不同转速下的最大转速波动，包括：针对所述预设转速范围内的每一转速，采集在所述电机按照所述转速进行匀速旋转并发生转速波动的情况下，所述电机达到的最大转速与最小转速之差；将所述电机在所述转速下对应的最大转速与最小转速之差，作为所述电机在所述转速下的最大转速波动。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述电机在不同转速下的最大转速波动，拟合得到在所述待测PID参数下，所述电机的最大转速波动随转速变化的趋势图，包括：基于所述电机在不同转速下的最大转速波动，绘制表征所述电机的转速、最大转速波动之间对应关系的多个离散点；拟合所述多个离散点，得到在所述待测PID参数下，所述电机的最大转速波动随转速变化的趋势图。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述比较所述电机在多组待测PID参数下的趋势图，确定目标PID参数，包括：基于所述电机在多组待测PID参数下的趋势图中各离散点对应的转速，从同一转速下的离散点中，确定出最大转速波动最小的目标离散点；基于各所述目标离散点所属的趋势图，确定所述目标离散点最多的目标趋势图；将所述目标趋势图所对应的待测PID参数，确定为目标PID参数。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱春燕，刘苗，王光能，张国平，
申请(专利权)人：深圳市大族机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：