【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及驱动轮控制，尤其涉及一种基于弱磁控制的驱动轮控制系统。
技术介绍
1、随着工业自动化程度的提高，对驱动轮控制系统的要求也越来越高。在一些需要精准定位和快速响应的场景中，传统控制方法存在响应速度慢、定位精度不高等问题，无法满足现代机器人系统的需求。
2、传统的控制方法和直接驱动技术在面对复杂环境和多变负载时表现不佳，容易出现控制效果不理想的情况。此外，这些方法往往无法实现对电机的高效运行和精确控制，导致驱动轮控制系统的定位精度和响应速度受限。因此，需要一种新型的控制系统来克服现有技术所面临的问题，提高驱动轮的控制效果和性能。基于弱磁控制的驱动轮控制系统方案应运而生，旨在通过弱磁控制策略实现对电机的高效运行和精确控制，从而提高驱动轮的定位精度和响应速度。
技术实现思路
1、针对上述缺陷，本专利技术的目的在于提出一种基于弱磁控制的驱动轮控制系统，旨在通过弱磁控制策略实现对电机的高效运行和精确控制，从而提高驱动轮的定位精度和响应速度。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种基于弱磁控制的驱动轮控制系统，其特征在于，包括：行走模块、指令接收模块和动力输出模块，每个模块之间可互相通信；
4、所述指令接收模块用于响应于驱动指令，根据所述驱动指令得到驱动轮的期望速度，根据所述期望速度得到电机的目标转速，并向所述弱磁控制子模块发送电机的目标转速；
5、所述动力输出模块包括电机、弱磁控制子模块和信号转换子模块，电
6、所述行走模块包括若干个驱动轮和功率分配模块，所述功率分配模块用于在电机的当前转速调节至目标转速时，将所述电机的输出功率分配至若干个所述驱动轮，以驱动对应的所述驱动轮。
7、优选地，根据所述驱动指令得到驱动轮的期望速度，根据所述期望速度得到电机的目标转速包括：
8、解析所述驱动指令，根据所述驱动指令生成驱动轮的期望速度，计算驱动轮达到所述期望速度时所需的功率p；
9、根据电机的转矩和达到所述期望速度时所需的功率计算出电机的目标转速，电机的目标转速的表达式如下公式所示：
10、
11、其中，n为电机的目标转速，p为驱动轮达到所述期望速度时所需的功率，π为圆周率，t为电机的转矩。
12、优选地，所述行走模块还包括负载检测模块，所述负载检测模块用于检测驱动轮控制系统的负载变化量；
13、根据所述驱动指令得到驱动轮的期望速度，根据所述期望速度得到电机的目标转速包括：
14、解析所述驱动指令，根据所述驱动指令生成驱动轮的期望速度，计算负载变化前驱动轮达到所述期望速度时所需的功率p1；
15、根据所述负载变化量得到克服负载所需的功率δp，根据负载变化前驱动轮达到所述期望速度时所需的功率和克服负载所需的功率得到驱动轮在负载变化情况下达到期望速度时所需的功率p2，如下公式所示：
16、p2＝p1+δp
17、根据电机的转矩和驱动轮达到期望速度时所需的功率计算出电机的目标转速，电机的目标转速的表达式如下公式所示：
18、
19、其中，n为电机的目标转速，p为驱动轮达到所述期望速度时所需的功率，π为圆周率，t为电机的转矩，p2为驱动轮在负载变化情况下达到期望速度时所需的功率。
20、优选地，还包括轮速检测模块，所述驱动指令包括转向指令，所述指令接收模块还包括：
21、解析所述转向指令，根据所述转向指令确定所述驱动轮的转向角度和转向方向；
22、从所述轮速检测模块中获取所述驱动轮的实时速度，根据所述实时速度和所述转向角度计算出所述驱动轮的转向半径；
23、根据所述驱动轮的转向半径对所述驱动轮进行差速控制，所述功率分配模块根据所述驱动轮的转向半径和转向角度对所述驱动轮进行功率分配。
24、优选地，所述根据转向指令确定驱动轮的转向角度包括：
25、根据所述转向指令，基于预设的工具生成对应驱动轮的模拟转向轨迹；
26、生成驱动轮的中心点在所述模拟转向轨迹的切线，根据驱动轮的当前的前进方向和所述切线确定驱动轮的转向角度。
27、优选地，所述根据实时速度和转向角度计算出所述驱动轮的转向半径如下公式所示：
28、
29、其中，r为驱动轮的转向半径，v为驱动轮的实时速度，g为重力加速度，θ为驱动轮的转向角度。
30、优选地，所述弱磁控制子模块包括：
31、步骤s1：获取电机的当前转速，根据目标转速与当前转速判断当前是否需要进行提速，若电机需要进行提速，则执行步骤s2；
32、步骤s2：判断电机当前转速是否低于转折转速；若低于，则执行步骤s3，若不低于，则执行步骤s4；
33、步骤s3：采用mtpa的电流控制方式生成相应的d轴与q轴的电流，执行步骤s5；
34、步骤s4：根据电机的运行参数、设计参数以及目标转速获取d轴的电流，根据最大电流以及d轴的电流获取q轴电流的限制值，并执行步骤s5；
35、步骤s5：将d轴电流以及q轴电流输入到控制器中，得到d轴与q轴的电压，根据d轴与q轴的电压驱动电机运行；
36、步骤s6：重复执行步骤s2-s5，直到当前转速达到目标转速。
37、优选地，步骤s4中的运行参数包括：q轴的给定电流、q轴的反馈电流；设计参数包括：电机的额定电流、电机的额定转速。
38、优选地，步骤s4中获取d轴的电流的步骤如下：
39、实时获取q轴的给定电流iqref，将给定电流iqref输入到低通滤波器，得到第一参数i′qref；
40、实时获取q轴的反馈电流iq，将给定电流iq输入到低通滤波器，得到第二参数i′q；
41、获取第一参数i′qref与第二参数i′q的差值e，将差值e作为pi控制器的输入，得到电流反馈给定项d1；
42、根据额定电流in和额定转速ωn计算出弱磁电流的前馈给定项的放大系数kc；
43、获取当前弱磁的转速增量，通过所述放大系数kc对转速增量进行调节，得到电流反馈给定项d2；
44、通过反馈给定项d1和前馈给定项d2相加得到d轴的电流id。
45、优选地，电流反馈给定项d1的获取公式具体如下：
46、d1(t)＝kpe(t)+ki∫e(t)dt
47、其中t为时间、kq与ki分别为pi控制器中的比例增益系数和积分增益系数；
48、其中获取放大系数kc的获取公式具体如下：
49、
50本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于弱磁控制的驱动轮控制系统，其特征在于，包括：行走模块、指令接收模块和动力输出模块，每个模块之间可互相通信；
2.根据权利要求1所述的驱动轮控制系统，其特征在于，根据所述驱动指令得到驱动轮的期望速度，根据所述期望速度得到电机的目标转速包括：
3.根据权利要求1所述的驱动轮控制系统，其特征在于，所述行走模块还包括负载检测模块，所述负载检测模块用于检测驱动轮控制系统的负载变化量；
4.根据权利要求1所述的驱动轮控制系统，其特征在于，还包括轮速检测模块，所述驱动指令包括转向指令，所述指令接收模块还包括：
5.根据权利要求4所述的驱动轮控制系统，其特征在于，所述根据转向指令确定驱动轮的转向角度包括：
6.根据权利要求4所述的驱动轮控制系统，其特征在于，所述根据实时速度和转向角度计算出所述驱动轮的转向半径如下公式所示：
7.根据权利要求1所述的驱动轮控制系统，其特征在于，所述弱磁控制子模块包括：
8.根据权利要求7所述的驱动轮控制系统，其特征在于，步骤S4中的运行参数包括：q轴的给定电流、q轴的反
9.根据权利要求8所述的驱动轮控制系统，其特征在于，步骤S4中获取d轴的电流的步骤如下：
10.根据权利要求9所述的驱动轮控制系统，其特征在于，电流反馈给定项D1的获取公式具体如下：
...【技术特征摘要】
1.一种基于弱磁控制的驱动轮控制系统，其特征在于，包括：行走模块、指令接收模块和动力输出模块，每个模块之间可互相通信；
2.根据权利要求1所述的驱动轮控制系统，其特征在于，根据所述驱动指令得到驱动轮的期望速度，根据所述期望速度得到电机的目标转速包括：
3.根据权利要求1所述的驱动轮控制系统，其特征在于，所述行走模块还包括负载检测模块，所述负载检测模块用于检测驱动轮控制系统的负载变化量；
4.根据权利要求1所述的驱动轮控制系统，其特征在于，还包括轮速检测模块，所述驱动指令包括转向指令，所述指令接收模块还包括：
5.根据权利要求4所述的驱动轮控制系统，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，陈志满，李燕霞，刘俊杰，黄溢显，何志雄，龙腾发，
申请(专利权)人：广东天太机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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