[发明专利]机器人启动加速运动中的PID调节方法

说明书

本发明公开机器人启动加速运动中的PID调节方法，该PID调节方法适用于机器人执行加速运动，包括：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。提高机器人加速行走过程中的顺畅程度。

技术领域

本发明涉及机器人的驱动轮加速控制技术领域，特别是机器人启动加速运动中的PID调节方法。

背景技术

目前扫地机器人在加速运动过程中的速度控制存在一定的缺陷，例如，在机器人的驱动电机装置油门起步加速时，有时候PWM信号开环控制的速度的响应太快，容易出现扭动，速度波动过大会存在顿挫感，不仅影响对加速过程的精准控制，而且还会引起机器人驱动电机装置油门无法正常起步加速应用的问题。

发明内容

为了解决上述驱动轮油门正常启动加速的问题，本发明通过对当前行走速度和目标速度的差值按周期进行P调节、增量式PI调节以及开环调节，并基于前述调节结果改善机器人的加速行走的顺畅程度，具体的技术方案包括：

机器人启动加速运动中的PID调节方法，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。

与现有技术相比，本技术方案基于机器人的驱动轮的加速行走过程中的速度变化情况，包括速度大小和速度方向变化情况，通过增量式PI调节去控制机器人的驱动轮的加速行走速度平稳增大至对应调节周期内的目标速度，实现机器人的驱动轮起步加速场景下能够让机器人的行走速度可控地增大到预先配置的目标速度，减少驱动轮存在的顿挫感，提高机器人加速行走过程中的顺畅程度和加速控制的精准度。

进一步地，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。

本技术方案结合P调节、增量式PI调节以及开环调节的方式，分周期地控制机器人加速运动过程中的速度大小，保证机器人在加速行走过程中持久稳定，在限定的周期内不会出现较大的波动。

进一步地，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信号占空比用于降低机器人的驱动轮的当前行走速度。在该技术方案中，仅使用P调节的方式去增大驱动轮的当前行走速度，从而加快PWM信号占空比调节的响应速度。