[发明专利]机器人启动加速运动中的PID调节方法

权利要求书

1.机器人启动加速运动中的PID调节方法，其特征在于，该PID调节方法适用于机器人执行加速运动，具体包括以下步骤：

步骤1、对机器人的驱动轮的当前行走速度与当前调节周期内配置的目标速度的速度差值进行P调节，使得机器人的驱动轮的当前行走速度增大，进而缩小当前行走速度与当前调节周期下配置的目标速度的速度差；

步骤2、根据前述步骤1调节的当前行走速度与当前调节周期下配置的目标速度的大小关系，确定对前述步骤1调节的当前行走速度进行增量式PI调节的方式，在前述步骤1的基础上增大机器人的驱动轮的当前行走速度，以缩小前述步骤1调节的当前行走速度与当前调节周期下配置的目标速度的速度差；

在对机器人的驱动轮的当前行走速度进行增量式PI调节之前，还包括：

当增大后的当前行走速度与当前调节周期下配置的目标速度的速度差值的绝对值是缩小为系统允许误差时，判断当前调节周期下配置的目标速度是否小于所述驱动轮的码盘被允许读取的最低速度值，是则将最新调节过的机器人的驱动轮的PWM信号占空比更新为当前调节周期下配置的目标速度与一个低速开环系数的乘积，以实现低速开环调节更新最新获得的当前行走速度；否则使用增量式PI调节，去继续调节增大最新调节获得的当前行走速度，以使调节增大后的当前行走速度不超过当前调节周期下配置的目标速度。

2.根据权利要求1所述PID调节方法，其特征在于，在执行所述步骤2之后，还包括：

步骤3、计数判断是否完成预先配置的最终目标速度匹配的最后一个调节周期内的速度调节步骤，是则返回所述步骤2以维持进行所述增量式PI调节，直到机器人不执行加速运动为止；否则将当前调节周期下配置的目标速度更新为下一调节周期下配置的目标速度，再返回所述步骤1；

其中，调节周期的个数是由所述最终目标速度、预先配置的固定的预期加速度和调节周期的周期长度计算获得。

3.根据权利要求2所述PID调节方法，其特征在于，所述对机器人的驱动轮的当前行走速度与当前调节周期内配置的目标速度的速度差值进行P调节的方法包括：

将机器人的驱动轮的当前行走速度与所述当前调节周期下配置的目标速度的速度差值与比例系数的乘积与所述驱动轮最新获得的PWM信号占空比相加，以获得P调节输出的PWM信号占空比，其中，P调节输出的PWM信号占空比用于增大机器人的驱动轮的当前行走速度。

4.根据权利要求3所述PID调节方法，其特征在于，所述根据前述步骤1调节的当前行走速度与当前调节周期下配置的目标速度的大小关系，确定对前述步骤1调节的当前行走速度进行增量式PI调节的方式的方法包括：

判断经过所述P调节增大后的当前行走速度与当前调节周期下配置的目标速度的速度差值的绝对值是否缩小为系统允许误差，是则对最新调节过的机器人的驱动轮的PWM信号占空比、增大后的当前行走速度与所述当前调节周期下配置的目标速度的速度差值与比例系数的乘积、增大后的当前行走速度与所述当前调节周期下配置的目标速度的速度差值与积分系数的乘积相加求和，以获得增量式PI调节输出的占空比；否则将最新调节过的机器人的驱动轮的PWM信号占空比输出以供下一调节周期的P调节、增量式PI调节或低速开环调节使用；

其中，所述系统允许误差是100tick/s，这个tick/s是用于码盘表示的速度单位。

5.根据权利要求4所述PID调节方法，其特征在于，在所述步骤2和所述步骤3之间，还包括：

若当前调节周期下配置的目标速度小于所述驱动轮的码盘被允许读取的最低速度值，则选择将经过所述低速开环调节更新的PWM信号占空比直接输出至所述驱动轮对应的系统驱动层；

若当前调节周期下配置的目标速度大于或等于所述驱动轮的码盘被允许读取的最低速度值，则选择将经过所述增量式PI调节更新的PWM信号占空比直接输出至所述驱动轮对应的系统驱动层；

若经过所述P调节更新的行走速度与对应调节周期下配置的目标速度的速度差值的绝对值没有缩小为所述系统允许误差，则将经过同一P调节更新的PWM信号占空比直接输出至所述驱动轮对应的系统驱动层。