[发明专利]机器人减速刹车状态下的PID调节方法

权利要求书

1.机器人减速刹车状态下的PID调节方法，其特征在于，该PID调节方法适用于机器人执行刹车减速运动，具体包括以下步骤：

步骤1、根据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异常情况，对机器人的驱动轮的当前行走速度选择执行P调节或反向开环调节，实现：通过降低当前行走速度来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；其中，执行P调节的过程中，设置急刹车标志位为逻辑0；执行反向开环调节的过程中，设置急刹车标志位为逻辑1；

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，确定对机器人的驱动轮的当前行走速度进行增量式PI调节或低速开环调节，以减少前述步骤1调节的当前行走速度在调节过程中存在的噪声干扰；其中，当前述步骤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不是缩小为系统允许误差、急刹车标志位被置为逻辑1、且判断到步骤1调节出的驱动轮的速度变化量的方向与预先配置的最终目标速度的方向相反、且判断驱动轮的速度变化量的大小大于步骤1调节更新之前的行走速度的大小时，调整前述步骤1调节过的驱动轮的速度变化量的方向与最终目标速度的方向相同；

所述根据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异常情况，对机器人的驱动轮的当前行走速度选择执行P调节或反向开环调节的方法包括：

当机器人的驱动轮按照当前调节周期内调节出的速度变化量进行减速运动时，判断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是否大于刹车速度差阈值，是则将所述驱动轮当前获得的PWM信号占空比反向处理以降低机器人的驱动轮的当前行走速度，使得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得到缩小，并将急刹车标志位设置为逻辑1；否则对机器人的驱动轮的当前行走速度进行P调节以降低所述驱动轮的当前行走速度，使得机器人的驱动轮的行走速度与当前调节周期内配置的目标速度的速度差得到缩小，并将急刹车标志位设置为逻辑0；

或者，当机器人的驱动轮按照当前调节周期内调节出的速度变化量进行减速运动时，判断当前调节周期内配置的目标速度是否为0，是则将所述驱动轮当前获得的PWM信号占空比反向处理以降低机器人的驱动轮的当前行走速度，使得机器人的驱动轮的行走速度与当前调节周期内配置的目标速度的速度差得到缩小，并将急刹车标志位设置为逻辑1；否则对机器人的驱动轮的当前行走速度进行P调节以降低所述驱动轮的当前行走速度，使得机器人的驱动轮的行走速度与当前调节周期内配置的目标速度的速度差得到缩小，并将急刹车标志位设置为逻辑0；

其中，反向处理是一种反向开环调节方式。

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，直到机器人不执行刹车减速运动为止；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，所述反向处理包括：

将所述驱动轮当前获得的PWM信号占空比更新为用于减速的刹车信号占空比，以获得反向处理输出的占空比信号；其中，这个反向处理输出的占空比信号用于供下一调节周期的P调节使用和/或当前调节周期的增量式PI调节使用；用于减速的刹车信号占空比所指示的速度变化量方向与机器人的驱动轮的当前行走速度的方向是相反的。

4.根据权利要求3所述PID调节方法，其特征在于，所述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。