[发明专利]一种电动舵机增量式PID控制方法及其控制装置

说明书

本发明公开了一种电动舵机增量式PID控制方法及其控制装置，包括处理器，处理器的输出控制电机的PWM信号，经过电平转换芯片隔离后与GAL器件连接，然后输出给功率驱动电路；功率驱动电路连接缓冲电路，缓冲电路连接直流电机；其中直流电机反馈位置信息，并且位置信息经过AD转换器采集之后发送给处理器，同时处理器接收到期望位置信息。能够在不增加硬件电路的前提下实现对瞬态电流进行限流，避免对供电母线造成损伤，并且对驱动模块内部功率器件进行保护。

技术领域

本发明属于自动控制技术领域；具体涉及一种电动舵机增量式PID控制方法及其控制装置。

背景技术

由于电机为感性负载，在快速启动以及频繁换向时，会产生瞬时大电流，当此电流超出一定范围时，会对供电母线造成损伤，同时有可能对功率驱动模块内部功率器件造成损坏。

目前是通过硬件电路增加电流传感器监测电动舵机输出电流采样值，通过与设定值进行比较，并且不断开通关断功率器件而达到限流的目的，但是电动舵机控制的要求越来越小型化，在固有空间内应该选用尽量少的元器件来实现电动舵机的小型化要求。

为了解决上述问题，需要设计一种电动舵机输出电流瞬态的控制方法。

发明内容

本发明提供了一种电动舵机增量式PID控制方法；该控制方法能够在不增加硬件电路的前提下实现对瞬态电流进行限流，避免对供电母线造成损伤，并且对驱动模块内部功率器件进行保护。

本发明还提供了一种电动舵机控制装置，该装置基于上述控制方法，能够使电流的增大过程趋于缓和，达到限流的目的，从而起到保护驱动模块内部功率器件的作用。

本发明的技术方案是：一种电动舵机增量式PID控制方法，包括以下步骤：

步骤S1，获取舵机当前位置信息，并且通过AD芯片采集传输给处理器，处理器根据期望位置信息以及获取的位置信息输出PWM占空比变化量△，并且处理器中设定PWM预设限位值△`；

步骤S2，处理器将PWM占空比变化量△与PWM预设限位值△`进行比较，当△△`时，PWM的输出以△为增量由PWM初始值按照0.1-0.5s的频率增加，且至电机全速动作的PWM占空比；当△△`时，PWM的输出以△`为增量由PWM初始值按照0.1-0.5s的频率增加，且至电机全速动作的PWM占空比；

步骤S3，PWM经过功率驱动电路放大后，根据PWM占空比驱动直流电机进行正转、反转或者不转。

更进一步的，本发明的特点还在于：

其中步骤S3中当处理器中的期望位置信息与位置信息相等，处理器输出PWM占空比为50％，电机不转。

其中步骤S3中当处理器中的期望位置信息大于位置信息，处理器输出PWM信号驱动电机正转，且到达期望位置。

其中步骤S3中当处理器中的期望位置信息小于位置信息，处理器输出PWM信号驱动电机反转，且到达期望位置。

其中S2中PWM初始值为50％。

本发明的另一技术方案是：一种电动舵机控制装置，该控制装置基于上述的电动舵机增量式PID控制方法，包括处理器，处理器的输出控制电机的PWM信号，经过电平转换芯片隔离后与GAL器件连接，然后输出给功率驱动电路；功率驱动电路连接缓冲电路，缓冲电路连接直流电机；其中直流电机反馈位置信息，并且位置信息经过AD转换器采集之后发送给处理器，同时处理器接收到期望位置信息。

更进一步的，本发明的特点还在于：

其中直流电机上通过位置传感器获取直流电机当前的位置信息，并且通过运算放大器放大之后被AD转换器采集并发送给处理器。

其中AD转换器采集到位置信息之后通过电平转换发送给处理器。