一种舵机的自适应控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种舵机的自适应控制方法及系统，属于电动伺服控制技术领域，包括：实时采集加载给舵机的电应力；根据采集的电应力判断加载给舵机的电应力状态；根据电应力状态的变化自适应调整

【技术实现步骤摘要】
一种舵机的自适应控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及电动伺服控制
，尤其涉及一种舵机的自适应控制方法及系统
。

技术介绍

[0002]舵机为无人机飞控伺服控制系统的执行机构
。
舵机接收通信信号经处理放大后驱动电机，经过齿轮减速器减速增矩后带动舵面偏转，同时带动反馈电位器转动形成闭环控制
。
[0003]通常舵机的控制方法是经典
PID
控制，偏差值经过固定的比例积分微分环节控制后，通过脉冲宽度调制，把电源电压调制成频率一定
、
宽度可变的脉冲电压序列，从而改变平均输出电压的大小，以调节舵机自身的转速
。
但在有些实际环境中，系统加载给舵机的电应力会有起伏，在经典
PID
控制下，电应力变高即为给舵机提供的输入功率上限变高，等效于舵机在经典
PID
固定的原参数基础上增大了比例系数，提高了舵机的开环增益和响应速度，使得舵机的加速度变大，但会降低舵机的相对稳定性，使得舵机调节时间延长，可能产生振荡后不收敛的抖动现象；电应力变低即为降低了提供给舵机的输入功率上限，会使得舵机的动静态性能大幅衰减，造成无人机姿态调整能力降低，甚至导致航线偏离
。
[0004]由此可见，如何在电应力变化的环境下，避免舵机产生抖动现象或者动静态性能大幅衰减，以防止无人机飞行安全受到威胁，是本领域技术人员亟需解决的问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有舵机在电应力变化环境下存在的问题，提供了一种舵机的自适应控制方法及系统
。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0007]第一方面，提供一种舵机的自适应控制方法，包括以下步骤：
[0008]S1、
实时采集加载给舵机的电应力；
[0009]S2、
根据采集的电应力判断加载给舵机的电应力状态；
[0010]S3、
根据电应力状态的变化自适应调整
PWM
占空比的大小
。
[0011]在一些可能实施例提供的一种舵机的自适应控制方法中，所述实时采集加载给舵机的电应力，包括：
[0012]在一个采样周期内进行多次电压采集
。
[0013]在一些可能实施例提供的一种舵机的自适应控制方法中，对多次采集的电应力依次进行平均滤波
、
模数转换以及按行比例系数换算为采集到的电压示数进行校正
。
[0014]在一些可能实施例提供的一种舵机的自适应控制方法中，所述根据采集的电应力判断加载给舵机的电应力状态，包括：
[0015]若连续经过多个采样周期后，采集到的多次电压值皆处于同一种状态中，则进行电应力状态的更新，反之不更新
。
[0016]在一些可能实施例提供的一种舵机的自适应控制方法中，所述舵机的电应力状态包括电应力适中
、
电应力偏低以及电应力偏高
。
[0017]在一些可能实施例提供的一种舵机的自适应控制方法中，所述根据电应力状态的变化自适应调整
PWM
占空比的大小，包括：
[0018]当电应力变大时，降低
PWM
占空比；当电应力变小时，增大
PWM
占空比
。
[0019]在一些可能实施例提供的一种舵机的自适应控制方法中，当舵机处于电应力适中状态，执行第一种
PID
控制，使得舵机在额定工作电压范围内
、
额定输入功率范围内进行正常的闭环控制；当舵机处于电应力偏低状态，执行第二种
PID
控制，使得舵机在低于额定工作电压
、
降低输入功率上限时工作；当舵机处于电应力偏高状态，执行第三种
PID
控制，使得舵机在高于额定工作电压
、
提高输入功率上限时维持正常的功率输出
。
[0020]在一些可能实施例提供的一种舵机的自适应控制方法中，还包括：
[0021]在上电后应连续一段时间内强制性执行第三种
PID
控制
。
优选地，所述时间为3秒
。
[0022]第二方面，提供一种舵机的自适应控制系统，包括：
[0023]电应力采集模块，配置为实时采集加载给舵机的电应力；
[0024]电应力状态判断模块，配置为根据采集的电应力判断加载给舵机的电应力状态；
[0025]PWM
占空比调节模块，配置为根据电应力状态的变化自适应调整
PWM
占空比的大小
。
[0026]需要进一步说明的是，上述各选项实施例对应的技术特征在不冲突的情况下可以相互组合或替换构成新的技术方案
。
[0027]与现有技术相比，本专利技术有益效果是：
[0028](1)
本专利技术根据选型电机的特性和无人机飞控伺服控制系统的工作电压范围，灵活设置划分电应力状态
。
并在判断为各种状态后，进行
PID
控制的自适应控制，确保无人机的飞行安全
。
能够有效的针对舵机在电应力变化的环境下，避免舵机动静态性能大幅衰减或发生振荡后不收敛的情况，保证舵机的快速性
、
稳定性和准确性
。
[0029](2)
在一个示例中，本专利技术在上电后连续一段时间强制性执行第三种
PID
控制，防止舵机抖动出现，一段时间之后，舵机采集电压值不稳定且偏小的情况消失，采集电压值恢复正常后再进行三种
PID
控制的策略切换，避免舵机上电抖动
。
附图说明
[0030]图1为本专利技术实施例示出的一种舵机的自适应控制方法的流程简图；
[0031]图2为本专利技术实施例示出的舵机工作过程示意图
。
具体实施方式
[0032]下面结合附图对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围
。
[0033]在本专利技术的描述中，需要说明的是，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性
。
[0034]此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构
成冲突就可以相互结合
。
[0035]参照图1，在一示例性实施例中，提供一种舵机的自适应控制方法，包括以下步骤：
[0036]S1、
实时采集加载给舵机的电应力；
[0037]S2、
根据采集的电应力判断加载给舵机的电应力状态；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种舵机的自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
实时采集加载给舵机的电应力；
S2、
根据采集的电应力判断加载给舵机的电应力状态；
S3、
根据电应力状态的变化自适应调整
PWM
占空比的大小
。2.
根据权利要求1所述的一种舵机的自适应控制方法，其特征在于，所述实时采集加载给舵机的电应力，包括：在一个采样周期内进行多次电压采集
。3.
根据权利要求2所述的一种舵机的自适应控制方法，其特征在于，对多次采集的电应力依次进行平均滤波
、
模数转换以及按行比例系数换算为采集到的电压示数进行校正
。4.
根据权利要求2所述的一种舵机的自适应控制方法，其特征在于，所述根据采集的电应力判断加载给舵机的电应力状态，包括：若连续经过多个采样周期后，采集到的多次电压值皆处于同一种状态中，则进行电应力状态的更新，反之不更新
。5.
根据权利要求1所述的一种舵机的自适应控制方法，其特征在于，所述舵机的电应力状态包括电应力适中
、
电应力偏低以及电应力偏高
。6.
根据权利要求1所述的一种舵机的自适应控制方法，其特征在于，所述根据电应力状态的变化自适应调整
PWM
占空比的大小，包括：当电应力变大时，降低
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张恒，苏珊，张婧，赵琦璘，杜杰卓，尹豪，
申请(专利权)人：四川航天烽火伺服控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：