[发明专利]轮式机器人的PID调参方法、装置、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种轮式机器人的PID调参方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：计算轮式机器人的横向跟踪误差和航向角跟踪误差；基于横向跟踪误差、航向角跟踪误差和PID控制参数更新Q值表；基于Q值表获得控制输入指令，并基于控制输入指令更新轮式机器人的横向坐标和航向角；当更新后的横向坐标和航向角满足预设条件时，对PID控制参数对应的参数空间进行离散化，确定最优PID控制参数。相比于现有技术通过人工经验来确定轮式机器人的PID控制参数，本发明在保证轮式机器人稳定运行的基础上，基于实时计算的横向跟踪误差、航向角跟踪误差以及PID控制参数来对轮式机器人的状态进行更新，从而确定最优PID控制参数。

技术领域

本发明涉及机器控制技术领域，尤其涉及一种轮式机器人的PID调参方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

如今，虽然在学术科研领域各类控制方法层出不穷。但在工业领域，PID控制方法仍然是轮式机器人的主流控制方法。凭借着抗干扰能力强、控制精度高、运用简单高效的优势，PID控制方法很好地满足了工业控制的要求。然而在实际工作过程中，最优的PID控制参数代表着能够控制轮式机器人按照最优、或者说最符合预期的工作轨迹进行作业，从而提升工作效率。因此，如何确定PID的最优控制参数具有重要的实用价值和理论意义。

目前通常通过控制工程师的工作经验来确定轮式机器人的最优PID参数，然而这种方法的不可控因素(如经验不足、错误操作、外界环境影响等)过多，这就使得在目前的轮式机器人的PID调参过程中，如何确定一组最优的或者合适的PID控制参数是一件非常复杂和困难的事情。此外，即使是经验丰富的控制工程师，其确定的PID控制参数与最优PID控制参数之间仍然可能存在不小的偏差，进而使得轮式机器人无法按照最优的工作轨迹进行作业。因此，目前行业内亟需一种能够准确获得轮式机器人的最优PID控制参数的方法。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供了一种轮式机器人的PID调参方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术无法准确获得轮式机器人的最优PID控制参数的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种轮式机器人的PID调参方法，所述方法包括以下步骤：

根据轮式机器人的实际横向坐标和实际航向角分别计算横向跟踪误差和航向角跟踪误差；

基于所述横向跟踪误差、所述航向角跟踪误差和PID控制参数更新Q值表，所述PID控制参数包含比例参数、积分参数和微分参数；

基于所述Q值表获得控制输入指令，并将所述控制输入指令传输至所述轮式机器人，以使所述轮式机器人根据所述控制输入指令更新横向坐标和航向角；

当更新后的横向坐标和航向角满足预设条件时，对所述PID控制参数对应的参数空间进行离散化，确定最优PID控制参数。

可选地，所述根据轮式机器人的实际横向坐标和实际航向角分别计算横向跟踪误差和航向角跟踪误差之前，还包括：

以轮式机器人的中心为坐标原点建立空间直角坐标系；

通过雷达和惯性测量单元分别获取所述轮式机器人在所述空间直角坐标系中的实际横向坐标和实际航向角。

可选地，所述根据轮式机器人的实际横向坐标和实际航向角分别计算横向跟踪误差和航向角跟踪误差，包括：

将预设横向坐标与实际横向坐标的差值设为横向跟踪误差；

将预设航向角与实际航向角的差值设为航向角跟踪误差。

可选地，所述根据预设概率随机选取PID控制参数，基于所述横向跟踪误差、所述航向角跟踪误差和所述PID控制参数更新Q值表，所述PID控制参数包含比例参数、积分参数和微分参数，包括：