[发明专利]基于PID自适应的控制装置、控制方法及应用其的机器人

权利要求书

1.一种基于PID自适应的控制装置，其特征在于：其包括：DSP电机采集与控制器及采集卡；所述的DSP电机采集与控制器作为电机采集与控制的设备，有两路A/D，实现对电机速度反馈信号的采样；所述的采集卡，与DSP电机采集与控制器之间，是通过CAN总线进行通信。

2.根据权利要求1所述的基于PID自适应的控制装置，其特征在于：所述的DSP电机采集与控制器，包括控制模块、可编程CPLD、存储器电路RAM，以及RS232接口和CAN总线接口，所述的控制模块用以实现对电机驱动电路的驱动控制。

3.根据权利要求1或2所述的基于PID自适应的控制装置，其特征在于：所述的采集卡是采用以PC104为工业控制总线。

4.根据权利要求3所述的基于PID自适应的控制装置，其特征在于：所述的电机包括电机驱动器及与其相连的位置和速度传感器。

5.一种基于PID自适应的控制方法，其采用权利要求1～4任一所述的基于PID自适应的控制装置，其特征在于：其包括以下步骤：

1)根据机器人的运行规划，获得电机位置期望值，即两个电机轴在所有运动时刻位置的期望值；

2)根据设在两个电机上的位置和速度传感器，读取电机当前的实际位置值和速度值；

3)计算步骤：计算两个电机实际位置与期望位置的差值；

4)接收步骤3)中的差值，设置两个电机的比例环节KP；

5)根据步骤2)中的位置值和速度值，进行PID控制，以设置两个电机的积分环节KI和微分环节KD；

6)将比例环节KP、积分环节KI和微分环节KD输入给电机驱动器。

6.根据权利要求5所述的基于PID自适应的控制方法，其特征在于：在步骤4)中，两个电机比例环节KP由两电机各自实际位置与期望位置的差值决定，两个比例环节KP的比值与两个差值的比值相同，但是方向相反。

7.根据权利要求5或6所述的基于PID自适应的控制方法，其特征在于：在步骤5)中，两个电机的积分环节KI和微分环节KD根据实际位置、速度值和期望位置值进行自适应调整，调整值由仿真器获得。

8.根据权利要求5或6所述的基于PID自适应的控制方法，其特征在于：在步骤5)和步骤6)间，还进一步包括有检测步骤，用于检测同步误差是否满足要求，若不满足要求，返回步骤5)，若满足要求，则进行步骤6)。

9.根据权利要求8所述的基于PID自适应的控制方法，其特征在于：在检测步骤中，其是对其中一臂做扰动，然后，利用frog-leg型真空机械手力学模型，得出两臂负载值，将该负载值输入仿真器中，同时，将交流永磁同步电机的参数及比例环节KP、积分环节KI和微分环节KD也输入仿真器中，由仿真器判断，两臂的同步误是否满足要求，不满足时，返回步骤5)重应进行PID控制调整，满足时，才输出当前的积分环节KI和微分环节KD给电机驱动器。

10.一种机器人，其特征在于：其还进一步包括有权利要求1～4任一所述的基于PID自适应的控制装置。