关节电机控制方法技术

本公开是关于关节电机控制方法

【技术实现步骤摘要】
关节电机控制方法、装置、机器人及存储介质


[0001]本公开涉及
，具体涉及一种关节电机控制方法
、
装置
、
机器人及存储介质
。

技术介绍

[0002]近年来，机器人技术的技术不断发展，越来越智能化和自动化，动作的丰富性
、
稳定性和灵活性均得到了不同程度的提高
。
仿生形机器人具有多个关节，每个关节处均具有关节电机，关节电机能够驱动关节两侧的部位发生相对运动，机器人正是依靠这些关节电机的运动使机器人完成各种动作的
。
但是相关技术中，机器人的关节电机对力矩状态的跟踪误差较大，导致控制精度较低，造成机器人无法完成较为复杂的动作
。

技术实现思路

[0003]为克服相关技术中存在的问题，本公开实施例提供一种关节电机控制方法
、
装置
、
机器人及存储介质，用以解决相关技术中的缺陷
。
[0004]根据本公开实施例的第一方面，提供一种关节电机控制方法，所述方法包括：
[0005]对期望关节力矩和关节电机反馈的实际关节力矩之间的误差进行误差转换，得到第一性能误差，并对预设的直轴控制电流和关节电机反馈的直轴实际电流之间的误差进行误差转换，得到第二性能误差；
[0006]将所述第一性能误差输入交轴滑模控制器，得到所述交轴滑模控制器输出的交轴控制电压，并将所述第二性能误差输入直轴滑模控制器，得到所述直轴滑模控制器输出的直轴控制电压，其中，所述交轴滑模控制器和所述直轴滑模控制器为根据电磁力矩
、
交轴电流
、
直轴电流
、
交轴电压
、
直轴电压中至少两个之间的相对关系，以及终端滑模面构建的控制器；
[0007]根据所述交轴控制电压和所述直轴控制电压，控制所述关节电机进行运动
。
[0008]在本公开的一个实施例中，所述对期望关节力矩和关节电机反馈的实际关节力矩之间的误差进行误差转换，得到第一性能误差，对预设的直轴控制电流和关节电机反馈的直轴实际电流之间的误差进行误差转换，得到第二性能误差，包括：
[0009]利用预先构建的性能函数对期望关节力矩和关节电机反馈的实际关节力矩之间的误差进行误差转换，得到第一性能误差，并利用所述性能函数对预设的直轴控制电流和关节电机反馈的直轴实际电流之间的误差进行误差转换，得到第二性能误差
。
[0010]在本公开的一个实施例中，所述方法还包括：
[0011]根据下述至少一项相对关系和所述滑模面构建所述交轴滑模控制器和所述直轴滑模控制器：
[0012]所述电磁力矩与所述交轴电流
、
所述直轴电流之间的相对关系；
[0013]所述交轴电流的微分与所述交轴电流
、
所述直轴电流和所述交轴电压之间的相对关系；
[0014]所述直轴电流的微分与所述交轴电流
、
所述直轴电流和所述直轴电压之间的相对关系
。
[0015]在本公开的一个实施例中，所述方法还包括：
[0016]将期望关节状态和实际关节状态输入至阻抗控制器，得到所述阻抗控制器输出的所述期望关节力矩
。
[0017]在本公开的一个实施例中，所述期望关节状态包括期望关节位置和期望关节速度；和
/
或，
[0018]所述实际关节状态包括实际关节位置和实际关节速度
。
[0019]在本公开的一个实施例中，所述方法还包括：
[0020]获取所述关节电机反馈的实际关节状态
、
实际关节力矩和直轴实际电流
。
[0021]根据本公开实施例的第二方面，提供一种关节电机控制装置，所述装置包括：
[0022]转换模块，用于对期望关节力矩和关节电机反馈的实际关节力矩之间的误差进行误差转换，得到第一性能误差，并对预设的直轴控制电流和关节电机反馈的直轴实际电流之间的误差进行误差转换，得到第二性能误差；
[0023]电压模块，用于将所述第一性能误差输入交轴滑模控制器，得到所述交轴滑模控制器输出的交轴控制电压，并将所述第二性能误差输入直轴滑模控制器，得到所述直轴滑模控制器输出的直轴控制电压，其中，所述交轴滑模控制器和所述直轴滑模控制器为根据电磁力矩
、
交轴电流
、
直轴电流
、
交轴电压
、
直轴电压中至少两个之间的相对关系，以及终端滑模面构建的控制器；
[0024]控制模块，用于根据所述交轴控制电压和所述直轴控制电压，控制所述关节电机进行运动
。
[0025]在本公开的一个实施例中，所述误差模块用于：
[0026]利用预先构建的性能函数对期望关节力矩和关节电机反馈的实际关节力矩之间的误差进行误差转换，得到第一性能误差，并利用所述性能函数对预设的直轴控制电流和关节电机反馈的直轴实际电流之间的误差进行误差转换，得到第二性能误差
。
[0027]在本公开的一个实施例中，所述装置还包括构建模块，所述构建模块用于：
[0028]根据下述至少一项相对关系和所述滑模面构建所述交轴滑模控制器和所述直轴滑模控制器：
[0029]所述电磁力矩与所述交轴电流
、
所述直轴电流之间的相对关系；
[0030]所述交轴电流的微分与所述交轴电流
、
所述直轴电流和所述交轴电压之间的相对关系；
[0031]所述直轴电流的微分与所述交轴电流
、
所述直轴电流和所述直轴电压之间的相对关系
。
[0032]在本公开的一个实施例中，所述装置还包括力矩模块，所述力矩模块用于：
[0033]将期望关节状态和实际关节状态输入至阻抗控制器，得到所述阻抗控制器输出的所述期望关节力矩
。
[0034]在本公开的一个实施例中，所述期望关节状态包括期望关节位置和期望关节速度；和
/
或，
[0035]所述实际关节状态包括实际关节位置和实际关节速度
。
[0036]在本公开的一个实施例中，所述装置还包括获取模块，所述获取模块用于：
[0037]获取所述关节电机反馈的实际关节状态
、
实际关节力矩和直轴实际电流
。
[0038]根据本公开实施例的第三方面，提供一种机器人，所述机器人包括存储器
、
处理器，所述存储器用于存储可在处理器上运行的计算机指令，所述处理器用于在执行所述计算机指令时实现第一方面所述关节电机控制方法
。
[0039]根据本公开实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现第一方面所述的方法
。
[0040]本公开的实施例提供的技术方案可以包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种关节电机控制方法，其特征在于，所述方法包括：对期望关节力矩和关节电机反馈的实际关节力矩之间的误差进行误差转换，得到第一性能误差，并对预设的直轴控制电流和关节电机反馈的直轴实际电流之间的误差进行误差转换，得到第二性能误差；将所述第一性能误差输入交轴滑模控制器，得到所述交轴滑模控制器输出的交轴控制电压，并将所述第二性能误差输入直轴滑模控制器，得到所述直轴滑模控制器输出的直轴控制电压，其中，所述交轴滑模控制器和所述直轴滑模控制器为根据电磁力矩
、
交轴电流
、
直轴电流
、
交轴电压
、
直轴电压中至少两个之间的相对关系，以及终端滑模面构建的控制器；根据所述交轴控制电压和所述直轴控制电压，控制所述关节电机进行运动
。2.
根据权利要求1所述的关节电机控制方法，其特征在于，所述对期望关节力矩和关节电机反馈的实际关节力矩之间的误差进行误差转换，得到第一性能误差，对预设的直轴控制电流和关节电机反馈的直轴实际电流之间的误差进行误差转换，得到第二性能误差，包括：利用预先构建的性能函数对期望关节力矩和关节电机反馈的实际关节力矩之间的误差进行误差转换，得到第一性能误差，并利用所述性能函数对预设的直轴控制电流和关节电机反馈的直轴实际电流之间的误差进行误差转换，得到第二性能误差
。3.
根据权利要求1所述的关节电机控制方法，其特征在于，所述方法还包括：根据下述至少一项相对关系和所述滑模面构建所述交轴滑模控制器和所述直轴滑模控制器：所述电磁力矩与所述交轴电流
、
所述直轴电流之间的相对关系；所述交轴电流的微分与所述交轴电流
、
所述直轴电流和所述交轴电压之间的相对关系；所述直轴电流的微分与所述交轴电流
、
所述直轴电流和所述直轴电压之间的相对关系
。4.
根据权利要求1所述的关节电机控制方法，其特征在于，所述方法还包括：将期望关节状态和实际关节状态输入至阻抗控制器，得到所述阻抗控制器输出的所述期望关节力矩
。5.
根据权利要求4所述的关节电机控制方法，其特征在于，所述期望关节状态包括期望关节位置和期望关节速度；和
/
或，所述实际关节状态包括实际关节位置和实际关节速度
。6.
根据权利要求4所述的关节电机控制方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述关节电机反馈的实际关节状态
、
实际关节力矩和直轴实际电流
。7.
一种关节电机控制装置，其特征在于，所述装置包括：转换模块，用于对期望关节力矩和关节电机反馈的实际关节力矩之间的误差进行误差转换，得到第一性能误差，并对预设的直轴控制电流和关节电机反馈的直轴实际...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵越，
申请(专利权)人：北京小米机器人技术有限公司，
类型：发明
国别省市：