CN112162573B - 一种电动舵机抖动控制方法及装置 - Google Patents
一种电动舵机抖动控制方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种电动舵机抖动控制方法及装置，该方案先判断舵机是否发生抖动，在判定电动舵机发生抖动后再对电动舵机的控制参数进行调整，再基于调整后的控制参数对电动舵机的当前正反转频率进行闭环调整，从而使电动舵机的当前正反转频率不大于第一预设频率，因此，本申请在抑制舵机抖动的基础上避免了电动舵机持续处于低速运行的状态，减小了对资源的浪费，且保证了电动舵机的性能，满足了日益提高的技术指标要求。
Description
技术领域
本发明涉及电动舵机控制领域，特别是涉及一种电动舵机抖动控制方法及装置。
背景技术
在实际应用中，通常采用PID(Proportion Integral Differential，比例积分微分)控制算法，设定控制参数，控制参数包括比例系数kp、微分系数kd及积分系数ki，再根据电动舵机自身转速的偏差变化与控制参数调节PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)波的脉冲宽度，从而实现对电动舵机转速的控制。
由于负载惯量、装置内部存在机械加工间隙以及电动舵机高速运动产生的惯性，电动舵机在带舵片等惯量的情况下且控制系统阻尼不足时，会出现抖动现象，从而使电动舵机在运动到目标位置后不能立刻停止，反而超过目标位置运动一定距离，随后，控制参数会将电动舵机继续调整到目标位置，但是，此时电动舵机还是不能停止，会继续运动从而越过目标位置，控制参数随即继续控制电动舵机运动到目标位置并再次出现超调，电动舵机出现抖动现象。
为了解决上述问题，现有技术中的做法是直接使用较小的控制参数以降低舵机转速从而避免产品抖动，但是，电动舵机本身可以工作在高速状态，当工作在低速状态时，无法充分利用电动舵机高速工作的特点，因此，电动舵机持续低速工作时会无法充分利用资源，而且会降低电动舵机的性能且不能满足日益提高的技术指标要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动舵机抖动控制方法及装置，在抑制舵机抖动的基础上避免了电动舵机持续处于低速运行的状态，减小了对资源的浪费，且保证了电动舵机的性能，满足了日益提高的技术指标要求。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种电动舵机抖动控制方法，包括：
判断电动舵机是否发生了抖动；
若是，则对所述电动舵机的控制参数进行调整；
基于调整后的控制参数对所述电动舵机的转速进行闭环控制，进而对所述电动舵机的当前正反转频率进行闭环调整，直至所述电动舵机的当前正反转频率不大于第一预设频率。
优选地，判断电动舵机是否发生了抖动，包括：
确定所述电动舵机的正反转频率阈值；
获取所述电动舵机的当前正反转频率；
判断所述电动舵机的当前正反转频率是否不小于所述正反转频率阈值；
若是，则判定所述电动舵机发生了抖动。
优选地，获取所述电动舵机的当前正反转频率，包括：
获取所述电动舵机的正反转的角度幅值与时间的对应关系；
基于所述角度幅值与时间的对应关系确定所述电动舵机的当前正反转频率。
优选地，基于所述角度幅值与时间的对应关系确定所述电动舵机的当前正反转频率，包括：
S21：基于所述角度幅值与时间的对应关系得到所述电动舵机的正反转运动曲线，所述电动舵机的正反转运动曲线的横坐标为时间，纵坐标为所述电动舵机正反转的幅值；
S22：获取当前周期内所述电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值；
S23：判断所述当前周期内所述电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值是否大于上一周期内所述电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值，若是，则进入S24，若否，则进入S26；
S24：判断第一计数器的计数值是否达到所述第一计数器的最大计数值，若否，则进入S25；若是，进入S28；
S25：将所述第一计数器的计数值加一，并返回S22；
S26：判断所述第一计数器的计数值是否达到所述第一计数器的最小计数值，若否，则进入S27；若是，则进入S28；
S27：将所述第一计数器的计数值减一，并返回S22；
S28：保持所述第一计数器的计数值；
S29：判断所述当前周期之前所述第一计数器是否至少达到一次所述最大计数值及一次所述最小计数值，若是，则进入S30，若否，则返回S22；
S30：获取所述当前周期和所述当前周期之前距所述第一计数器最近一次达到所述最大计数值或最小计数值的周期之间的时间段；
S31：基于所述当前周期和所述当前周期之前所述第一计数器最近一次达到所述最大计数值或最小计数值的周期之间的时间段确定所述电动舵机的当前正反转频率。
优选地，基于所述角度幅值与时间的对应关系确定所述电动舵机的当前正反转频率，包括：
S41：基于所述角度幅值与时间的对应关系得到所述电动舵机的正反转运动曲线，所述电动舵机的正反转运动曲线的横坐标为时间，纵坐标为所述电动舵机正反转的幅值；
S42：获取当前周期内所述电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值；
S43：获取当前周期内所述电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值减去上一周期内所述电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值得到的差值；
S44：判断所述差值是否大于0，若是，则进入S45，若否，则进入S46；
S45：判断第二计数器的计数值是否达到所述第二计数器的最大计数值，若否，则进入S47，若是，则进入S48；
S46：判断第二计数器的计数值是否达到所述第二计数器的最小计数值，若否，则进入S47，若是，则进入S48
S47：将所述第二计数器的计数值加上所述差值，并返回S42；
S48：保持所述第二计数器的计数值；
S49：判断所述当前周期之前所述第二计数器是否至少达到一次所述最大计数值及一次所述最小计数值，若是，则进入S50，若否，则返回S42；
S50：获取当前周期和自当前周期之前距所述第二计数器最近一次达到所述最大计数值或最小计数值的周期之间的时间段；
S51：基于当前周期和自当前周期之前所述第二计数器最近一次达到所述最大计数值或最小计数值的周期之间的时间段确定所述电动舵机的当前正反转频率。
优选地，判断所述电动舵机的当前正反转频率是否不小于所述正反转频率阈值之前，还包括：
判断所述电动舵机的当前正反转频率是否不低于预设抖动频率；若是，进入判断所述电动舵机的当前正反转频率是否不小于所述正反转频率阈值的步骤。
优选地，判断所述电动舵机的当前正反转频率是否不小于所述正反转频率阈值之前，还包括：
判断所述正反转频率阈值是否大于所述电动舵机的预设正反转频率最大值；
若是，则采用预设低速控制参数作为所述电动舵机的所述控制参数；
其中，基于所述预设低速控制参数对所述电动舵机的转速进行闭环控制时所述电动舵机的转速不大于电动舵机的最大允许转速。
优选地，基于调整后的控制参数对当前正反转频率进行闭环调整，直至所述电动舵机的当前正反转频率不大于第一预设频率之后，还包括：
判断所述电动舵机的当前正反转频率是否小于第二预设频率；所述第二预设频率小于所述第一预设频率；
若所述电动舵机的当前正反转频率小于第二预设频率，则判断所述控制参数是否小于出厂设定参数；
若所述控制参数小于出厂设定参数，则对所述控制参数进行增大处理；
所述控制参数与所述电动舵机的正反转频率呈正相关。
优选地，对所述电动舵机的控制参数进行调整，基于调整后的控制参数对所述电动舵机的转速进行闭环控制，进而对所述电动舵机的当前正反转频率进行闭环调整，直至所述电动舵机的当前正反转频率不大于第一预设频率，包括：
S61：对所述控制参数进行第一幅度的减小；
S62：基于调整后的控制参数对所述电动舵机的转速进行控制，进而对所述电动舵机的当前正反转频率进行调整；
S63：获取所述电动舵机的最新当前正反转频率；
S64：判断所述电动舵机的最新当前正反转频率是否不大于所述第一预设频率，若是，则进入S65，若否，则进入S66；
S65：保持所述第一幅度的减小的控制参数不变；
S66：对所述控制参数进行第二幅度的减小，进入S62，其中，所述第二幅度小于所述第一幅度；
所述控制参数与所述电动舵机的正反转频率呈正相关。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种电动舵机抖动控制装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述所述的电动舵机抖动控制方法的步骤。
本发明提供了一种电动舵机抖动控制方法及装置，该方案先判断舵机是否发生抖动，在判定电动舵机发生抖动后再对电动舵机的控制参数进行调整，再基于调整后的控制参数对电动舵机的当前正反转频率进行闭环调整，从而使电动舵机的当前正反转频率不大于第一预设频率，因此，本申请在抑制舵机抖动的基础上避免了电动舵机持续处于低速运行的状态，减小了对资源的浪费，且保证了电动舵机的性能，满足了日益提高的技术指标要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种电动舵机抖动控制方法的流程图；
图2为本发明提供的一种计算电动舵机的正反转频率的方法的流程图；
图3为本发明提供的另一种计算电动舵机的正反转频率的方法的流程图；
图4为本发明提供的一种电动舵机抖动情况的示意图；
图5为本发明提供的一种电动舵机的控制参数采用预设低速控制参数时的示意图；
图6为本发明提供的一种对电动舵机的正反转频率进行闭环调整的过程流程图；
图7为本发明提供的一种未经调整时的电动舵机的运行曲线示意图；
图8为本发明提供的一种调整后的电动舵机的运行曲线示意图；
图9为本发明提供的一种电动舵机抖动控制系统的示意图；
图10为本发明提供的一种电动舵机抖动控制装置的示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种电动舵机抖动控制方法及装置，在抑制舵机抖动的基础上避免了电动舵机持续处于低速运行的状态，减小了对资源的浪费，且保证了电动舵机的性能，满足了日益提高的技术指标要求。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，图1为本发明提供的一种电动舵机抖动控制方法的流程图。
该电动舵机抖动控制方法包括：
S11：判断电动舵机是否发生了抖动，若是，进入S12；
本实施例中，考虑到虽然在电动舵机的阻尼很大时，电动舵机不会抖动，但是，当电动舵机的阻尼不足时，由于电动舵机自身带惯量以及在机械加工后电动舵机内部存在的间隙，电动舵机在高速运转时会出现抖动，即电动舵机在运动到目标位置后会再继续向前运动一定的距离，此时，电动舵机的控制参数会对电动舵机进行调整，使其运动到目标位置，但是，电动舵机仍旧因为惯性和间隙的存在而再次超过目标位置运动一定的距离，周期运行下，电动舵机出现抖动。
为了解决上述问题，考虑到控制参数和电动舵机的转速相关，因此，现有技术中直接采用能够使电动舵机的转速很小的控制参数，从而降低电动舵机的转速以减小电动舵机抖动的频率，但是，这种方法会使电动舵机持续处于低转速运行的状态，由于电动舵机本身可以工作在高速状态，当工作在低速状态时，无法充分利用电动舵机高速工作的特点，因此，电动舵机持续低速工作时会无法充分利用资源，而且会降低电动舵机的性能且不能满足日益提高的技术指标要求。
为了进一步解决现有技术中的问题，本申请先判断电动舵机是否发生抖动，当电动舵机发生抖动时再对控制参数进行调整，避免了电动舵机持续处于低速运行的状态。
S12：对电动舵机的控制参数进行调整；
在判定电动舵机发生了抖动之后，再对电动舵机的参数进行调整，能够避免电动舵机一直处于低速运行的状态，只有在电动舵机发生抖动时，才控制电动舵机的转速下降，抑制电动舵机的抖动。
S13：基于调整后的控制参数对电动舵机的转速进行闭环控制，进而对电动舵机的当前正反转频率进行闭环调整，直至电动舵机的当前正反转频率不大于第一预设频率。
由于控制参数和电动舵机的转速相关，因此，对控制参数进行调整后，基于调整后的控制参数对电机的转速进行调节，也即可以对电动舵机当前正反转的频率进行调节，每对控制参数调整一次，就判断电动舵机的当前正反转频率是否不大于第一预设频率，如果不是，那么继续对电动舵机的控制参数进行调整，直至电动舵机的当前正反转频率不大于第一预设频率。
需要说明的是，电动舵机当前正反转频率为对电动舵机调整时，电动舵机为了到达目标位置而正转及反转的频率。例如，当需要电动舵机从20°旋转至25°时，电动舵机会先从20°正转至21°，随后电动舵机由于惯量和自身存在的间隙，又反转至19°，控制参数又会将电动舵机调整正转至23°，电动舵机又反转至21°，控制参数再次将电动舵机调整正转至25°，电动舵机又反转至23°，正转至26°，反转至24°，又正转至25°。这样一直正反转，直至稳定于25°的过程即为抖动。其中，当电动舵机正转再反转，又正转时为一个周期，或者电动舵机先反转再正转，又反转时为经过了一个周期，这种正转和反转的频率即为电动舵机的正反转频率。
进一步需要说明的是，在对电动舵机的控制参数调整之前，电动舵机的控制参数为使电动舵机处于用户设定的最优的转速的控制参数。
综上，本申请在抑制舵机抖动的基础上避免了电动舵机持续处于低速运行的状态，减小了对资源的浪费，且保证了电动舵机的性能，满足了日益提高的技术指标要求。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施例，判断电动舵机是否发生了抖动，包括：
确定电动舵机的正反转频率阈值；
获取电动舵机的当前正反转频率；
判断电动舵机的当前正反转频率是否不小于正反转频率阈值；
若是，则判定电动舵机发生了抖动。
本申请中，基于用户的实际需求，先确定电动舵机的正反转频率阈值，正反转频率阈值即为电动舵机发生抖动时的最小转速对应的频率，通过获取电动舵机的当前正反转频率，将当前正反转频率与正反转频率阈值比较，在当前正反转频率不小于电动舵机的正反转频率阈值时，即可判定电动舵机发生了抖动。用户可以基于电动舵机自身的性能确定电动舵机的正反转频率阈值，从而对电动舵机是否抖动进行判断，以便于后续对控制参数的调整。
作为一种优选的实施例，获取电动舵机的当前正反转频率，包括：
获取电动舵机的正反转的角度幅值与时间的对应关系；
基于角度幅值与时间的对应关系确定电动舵机的当前正反转频率。
本实施例中，通过在各个时刻确定电动舵机正反转的角度幅值，从而获取到电动舵机的正反转角度幅值与时间的对应关系，再基于角度幅值与时间的对应关系确定电动舵机的当前正反转频率。其中，可以通过电动舵机的正反转的角度幅值与时间的对应关系确定例如电动舵机的正反转运动曲线，从而更加直观地获取电动舵机的当前正反转频率，便于后续基于电动舵机的当前正反转频率判断电动舵机是否发生了抖动。
作为一种优选的实施例，基于角度幅值与时间的对应关系确定电动舵机的当前正反转频率，包括：
S21：基于角度幅值与时间的对应关系得到电动舵机的正反转运动曲线，电动舵机的正反转运动曲线的横坐标为时间，纵坐标为电动舵机正反转的幅值；
S22：获取当前周期内电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值；
S23：判断当前周期内电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值是否大于上一周期内电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值，若是，则进入S24，若否，则进入S26；
S24：判断第一计数器的计数值是否达到第一计数器的最大计数值，若否，则进入S25；若是，进入S28；
S25：将第一计数器的计数值加一，并返回S22；
S26：判断第一计数器的计数值是否达到第一计数器的最小计数值，若否，则进入S27；若是，则进入S28；
S27：将第一计数器的计数值减一，并返回S22；
S28：保持第一计数器的计数值；
S29：判断当前周期之前第一计数器是否至少达到一次最大计数值及一次最小计数值，若是，则进入S30，若否，则返回S22；
S30：获取当前周期和当前周期之前距第一计数器最近一次达到最大计数值或最小计数值的周期之间的时间段；
S31：基于当前周期和当前周期之前第一计数器最近一次达到最大计数值或最小计数值的周期之间的时间段确定电动舵机的当前正反转频率。
如图2所示，图2为本发明提供的一种计算电动舵机的正反转频率的方法的流程图。本实施例中，先基于角度幅值与时间的对应关系得到电动舵机的正反转运动曲线，电动舵机的正反转运动曲线的横坐标为时间，纵坐标为电动舵机正反转的幅值，电动舵机的正反转运动曲线能够直观地反映出电动舵机的正反转频率。
在基于电动舵机的正反转运动曲线来确定电动舵机的当前正反转频率时，先获取当前周期内电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值，再通过判断当前周期内电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值是否大于上一周期内电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值，从而判断电动舵机的正反转运动曲线是否呈上升状态。若是，则可以判定当前周期内电动舵机的正反转运动曲线为上升状态；若否，则可以判定当前周期内电动舵机的正反转运动曲线为下降状态。在电动舵机的正反转运动曲线呈上升状态时，每个电动舵机的正反转运动曲线呈上升状态的周期内都将第一计数器的计数值加一，直至加至第一计数器的最大计数值，若电动舵机的正反转曲线仍呈上升状态，则保持第一计数器的计数值，直至电动舵机的正反转运动曲线呈下降状态，每个电动舵机的正反转运动曲线呈下降状态的周期内都将第一计数器的计数值减一，直至减至第一计数器的最小计数值，若电动舵机的正反转曲线仍呈下降状态，则保持第一计数器的计数值，直至电动舵机的正反转运动曲线再次呈上升状态，以此循环。需要说明的是，第一计数器的最大计数值和最小计数值都是用户基于自身的需求预先设定的。
在第一计数器的计数值到达最大计数值或者最小计数值后判断当前周期之前第一计数器是否到达过至少一次最大计数值及一次最小计数值，若没有达到过，则继续对电动舵机的正反转运动曲线的上升和下降状态进行判定，从而对第一计数器的计数值进行相应的处理；若有达到过一次最大计数值及一次最小计数值，那么，在当前周期计数值达到最大计数值时，将当前周期和当前周期之前第一计数器最近一次达到最小计数值的周期之间的时间段确定为电动舵机的正反转运动曲线的半个周期，从而确定电动舵机的当前正反转频率；在当前周期计数值达到最小计数值时，将当前周期和当前周期之前第一计数器最近一次达到最大计数值的周期之间的时间段确定为电动舵机的正反转运动曲线的半个周期，从而确定电动舵机的当前正反转频率。
此外，本申请对电动舵机的当前正反转频率的计算方法不作任何限定。
综上，本申请中的电动舵机的正反转运动曲线的频率可以通过第一计数值达到最大计数值和最小计数值之间的时间来确定，从而便于后续基于电动舵机的正反转运动曲线的频率判断电动舵机是否发生了抖动。
作为一种优选的实施例，基于角度幅值与时间的对应关系确定电动舵机的当前正反转频率，包括：
S41：基于角度幅值与时间的对应关系得到电动舵机的正反转运动曲线，电动舵机的正反转运动曲线的横坐标为时间，纵坐标为电动舵机正反转的幅值；
S42：获取当前周期内电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值；
S43：获取当前周期内电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值减去上一周期内电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值得到的差值；
S44：判断差值是否大于0，若是，则进入S45，若否，则进入S46；
S45：判断第二计数器的计数值是否达到第二计数器的最大计数值，若否，则进入S47，若是，则进入S48；
S46：判断第二计数器的计数值是否达到第二计数器的最小计数值，若否，则进入S47，若是，则进入S48
S47：将第二计数器的计数值加上差值，并返回S42；
S48：保持第二计数器的计数值；
S49：判断当前周期之前第二计数器是否至少达到一次最大计数值及一次最小计数值，若是，则进入S50，若否，则返回S42；
S50：获取当前周期和自当前周期之前距第二计数器最近一次达到最大计数值或最小计数值的周期之间的时间段；
S51：基于当前周期和自当前周期之前第二计数器最近一次达到最大计数值或最小计数值的周期之间的时间段确定电动舵机的当前正反转频率。
如图3所示，图3为本发明提供的另一种计算电动舵机的正反转频率的方法的流程图。本实施例中，先基于角度幅值与时间的对应关系得到电动舵机的正反转运动曲线，电动舵机的正反转运动曲线的横坐标为时间，纵坐标为电动舵机正反转的幅值，电动舵机的正反转运动曲线能够直观地反映出电动舵机的正反转频率。
在基于电动舵机的正反转运动曲线来确定电动舵机的当前正反转频率时，先获取当前周期内电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值，再计算当前周期内电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值减去上一周期内电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值得到的差值，通过判断差值是否大于0，从而判断电动舵机的正反转运动曲线是否呈上升状态。若是，则可以判定当前周期内电动舵机的正反转运动曲线为上升状态；若否，则可以判定当前周期内电动舵机的正反转运动曲线为下降状态。在电动舵机的正反转运动曲线呈上升状态时，每个电动舵机的正反转运动曲线呈上升状态的周期内都将第二计数器的计数值加上当前周期内电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值减去上一周期内电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值得到的差值，直至加至第二计数器的最大计数值，若电动舵机的正反转曲线仍呈上升状态，则保持第二计数器的计数值，直至电动舵机的正反转运动曲线呈下降状态，每个电动舵机的正反转运动曲线呈下降状态的周期内都将第二计数器的计数值加上当前周期内电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值减去上一周期内电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值得到的差值，直至第二计数器达到最小计数值，若电动舵机的正反转曲线仍呈下降状态，则保持第二计数器的计数值，直至电动舵机的正反转运动曲线再次呈上升状态，以此循环。需要说明的是，第二计数器的最大计数值和最小计数值都是用户基于自身的需求预先设定的。
在第二计数器的计数值到达最大计数值或者最小计数值后判断当前周期之前第二计数器是否到达过至少一次最大计数值及一次最小计数值，若没有达到过，则继续对电动舵机的正反转运动曲线的上升和下降状态进行判定，从而对第二计数器的计数值进行相应的处理；若有达到过一次最大计数值及一次最小计数值，那么，在当前周期计数值达到最大计数值时，将当前周期和当前周期之前第二计数器最近一次达到最小计数值的周期之间的时间段确定为电动舵机的正反转运动曲线的半个周期，从而确定电动舵机的当前正反转频率；在当前周期计数值达到最小计数值时，将当前周期和当前周期之前第二计数器最近一次达到最大计数值的周期之间的时间段确定为电动舵机的正反转运动曲线的半个周期，从而确定电动舵机的当前正反转频率。
此外，本申请对电动舵机的当前正反转频率的计算方法不作任何限定。
综上，本申请中的电动舵机的正反转运动曲线的频率可以通过第二计数值达到最大计数值和最小计数值之间的时间来确定，从而便于后续基于电动舵机的正反转运动曲线的频率判断电动舵机是否发生了抖动。
作为一种优选的实施例，判断电动舵机的当前正反转频率是否不小于正反转频率阈值之前，还包括：
判断电动舵机的当前正反转频率是否不低于预设抖动频率；若是，进入判断电动舵机的当前正反转频率是否不小于正反转频率阈值的步骤。
本实施例中，考虑到电动舵机的正反转频率阈值对应的转速是电动舵机是否发生抖动的临界值，电动舵机的当前正反转频率小于正反转频率阈值时，电动舵机也会有处于可控的抖动的可能，如图4所示，图4为本发明提供的一种电动舵机抖动情况的示意图，图中横坐标为时间，纵坐标为电动舵机运动的角度的幅值，从图中可以看出电动舵机正反转运行曲线的频率大于预设控制信号曲线的频率，电动舵机发生了抖动。因此，在判断电动舵机的当前正反转频率是否不小于正反转频率阈值之前，先判断电动舵机的当前正反转频率是否不低于预设抖动频率，预设抖动频率是用户预先设定的一个电动舵机处于完全未抖动时的频率，若电动舵机的当前正反转频率小于预设抖动频率，则可以直接判定电动舵机未发生抖动，即无需对控制参数进行调整。
在判定电动舵机的当前正反转频率不低于预设抖动频率后，判断电动舵机的当前正反转频率是否不低于预设控制信号的频率的预设倍数，预设控制信号的频率的预设倍数大于预设抖动频率且预设倍数为不小于1的正数。
当电动舵机的正反转频率大于预设抖动频率时，再判断电动舵机的当前正反转频率是否不小于正反转频率阈值，若此时判断电动舵机的当前正反转频率不小于正反转频率阈值，则可以判定电动舵机发生了抖动，从而对控制参数进行调整，减小电动舵机的转速，以减小电动舵机正反转频率，抑制电动舵机的抖动。
此外，预设倍数可以但不仅限为3倍，可基于电动舵机的实际性能设定。
作为一种优选的实施例，判断电动舵机的当前正反转频率是否不小于正反转频率阈值之前，还包括：
判断正反转频率阈值是否大于电动舵机的预设正反转频率最大值；
若是，则采用预设低速控制参数作为电动舵机的控制参数；
其中，基于预设低速控制参数对电动舵机的转速进行闭环控制时电动舵机的转速不大于电动舵机的最大允许转速。
本实施例中，考虑到电动舵机的正反转频率阈值过大时，对电动舵机的控制参数调整后，电动舵机的转速会很大，以致超过电动舵机的最大允许转速，为解决上述问题，本申请在判断电动舵机的当前正反转频率是否不小于正反转频率阈值之前，先判断电动舵机的正反转频率阈值是否大于电动舵机的预设正反转频率的最大值，当电动舵机的正反转频率阈值大于电动舵机的预设正反转频率的最大值时，直接采用预设低速控制参数作为电动舵机的控制参数，基于预设低速控制参数对电动舵机的转速进行调节，从而使电动舵机的转速不大于电动舵机的最大允许转速，以保证电动舵机的正常运行。如图5所示，图5为本发明提供的一种电动舵机的控制参数采用预设低速控制参数时的示意图。图中可以看出，经调整后，电动舵机的正反转运动曲线的幅值降低。
作为一种优选的实施例，基于调整后的控制参数对当前正反转频率进行闭环调整，直至电动舵机的当前正反转频率不大于第一预设频率之后，还包括：
判断电动舵机的当前正反转频率是否小于第二预设频率；第二预设频率小于第一预设频率；
若电动舵机的当前正反转频率小于第二预设频率，则判断控制参数是否小于出厂设定参数；
若控制参数小于出厂设定参数，则对控制参数进行增大处理；
控制参数与电动舵机的正反转频率呈正相关。
本实施例中，考虑到在判定电动舵机发生了抖动，并且对控制参数进行调整后，电动舵机的当前正反转频率不大于第一预设频率，但是，电动舵机的当前正反转频率会出现在满足不大于第一预设频率的基础上远小于第一预设频率的情况，此时电动舵机的转速也小于第一预设频率对应的转速，本申请在电动舵机的当前正反转频率不大于第一预设频率后，继续判断电动舵机的当前正反转频率是否小于第二预设频率，其中，第二预设频率小于第一预设频率，当电动舵机的当前正反转频率小于第二预设频率时，判断控制参数是否小于出厂设定参数，考虑到控制参数和电动舵机的正反转频率呈正相关，若控制参数小于出厂设定参数，那么电动舵机的转速可能过小，造成资源的浪费，因此，当控制参数小于出厂设定参数时，对电动舵机的控制参数进行增大处理，使电动舵机的转速提升，从而提升电动舵机的正反转频率。
此外，第二预设频率可以但不仅限为1.5倍的预设控制信号的频率。
需要说明的是，由于是对电动舵机的转速进行闭环调整，本申请持续对电动舵机是否发生了抖动进行判定，若对电动舵机的控制参数进行增大后导致电动舵机再次发生抖动，则继续对电动舵机的控制参数进行相应调整，从而对电动舵机的转速进行闭环调整，以使电动舵机的当前正反转频率不大于第一预设频率。
作为一种优选的实施例，对电动舵机的控制参数进行调整，基于调整后的控制参数对电动舵机的转速进行闭环控制，进而对电动舵机的当前正反转频率进行闭环调整，直至电动舵机的当前正反转频率不大于第一预设频率，包括：
S61：对控制参数进行第一幅度的减小；
S62：基于调整后的控制参数对电动舵机的转速进行控制，进而对电动舵机的当前正反转频率进行调整；
S63：获取电动舵机的最新当前正反转频率；
S64：判断电动舵机的最新当前正反转频率是否不大于第一预设频率，若是，则进入S65，若否，则进入S66；
S65：保持第一幅度的减小的控制参数不变；
S66：对控制参数进行第二幅度的减小，进入S62，其中，第二幅度小于第一幅度；
控制参数与电动舵机的正反转频率呈正相关。
本申请考虑到控制参数和电动舵机的当前控制参数呈正相关，因此，在判定电动舵机发生了抖动时，通过减小控制参数，从而减小电动舵机的转速，以达到减小电动舵机的当前正反转频率的目的。如图6所示，图6为本发明提供的一种对电动舵机的正反转频率进行闭环调整的过程流程图。具体地，当第一次判定电动舵机发生了抖动时，对控制参数进行第一幅度的减小调整，再基于调整后的控制参数对电动舵机的转速进行调整，以对电动舵机的当前正反转频率进行调整，随机对调整后的电动舵机的当前正反转频率进行判断，判断电动舵机的最新当前正反转频率是否不大于第一预设频率，若是，则可以判定电动舵机不再抖动，基于此，保持电动舵机的控制参数。若判定电动舵机的最新当前正反转频率仍大于第一预设频率，则说明电动舵机仍处于抖动状态，那么就对电动舵机的控制参数进行第二幅度的减小，直至电动舵机的最新当前正反转频率不大于第一预设频率。如图7所示，图7为本发明提供的一种未经调整时的电动舵机的运行曲线示意图，图中频率较大的为电动舵机的正反转运动曲线，频率较小的为第一预设频率曲线。如图8所示，图8为本发明提供的一种调整后的电动舵机的运行曲线示意图，图中可以看出，经调整后，电动舵机的正反转运动曲线的频率降低，接近第一预设频率。
需要说明的是，第一幅度大于第二幅度，在判定电动舵机发生了抖动之后，先对电动舵机的控制参数进行大幅度的调整，若电动舵机仍处于抖动状态，则继续对电动舵机进行小幅度的调整，从而使电动舵机的最新当前正反转频率不大于第一预设频率。
需要进一步说明的是，本申请中对控制参数进行减小调整时，可以但不限定为将控制参数中的比例系数kp,及积分系数ki均设为0，并且减小微分系数kd。
综上，本申请对控制参数分别进行不同幅度的调整，从而使电动舵机的当前正反转频率快速满足需求，即小于第一预设频率。
请参照图9，图9为本发明提供的一种电动舵机抖动控制系统的示意图。
该电动舵机抖动控制系统包括：
判断单元1，用于判断电动舵机是否发生了抖动，并在判定电动舵机发生了抖动之后触发参数调整单元2；
参数调整单元2，用于对电动舵机的控制参数进行调整；
频率调整单元3，用于基于调整后的控制参数对电动舵机的转速进行闭环控制，进而对电动舵机的当前正反转频率进行闭环调整，直至电动舵机的当前正反转频率不大于第一预设频率。
对于本发明提供的一种电动舵机抖动控制系统的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不再赘述。
请参照图10，图10为本发明提供的一种电动舵机抖动控制装置的示意图。
该电动舵机抖动控制装置包括：
存储器4，用于存储计算机程序；
处理器5，用于执行计算机程序时实现如上述的电动舵机抖动控制方法的步骤。
对于本发明提供的一种电动舵机抖动控制装置的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不再赘述。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种电动舵机抖动控制方法，其特征在于，包括：
判断电动舵机是否发生了抖动；
若是，则对所述电动舵机的控制参数进行调整；
基于调整后的控制参数对所述电动舵机的转速进行闭环控制，进而对所述电动舵机的当前正反转频率进行闭环调整，直至所述电动舵机的当前正反转频率不大于第一预设频率；
其中，判断电动舵机是否发生了抖动，包括：确定所述电动舵机的正反转频率阈值；获取所述电动舵机的当前正反转频率；判断所述电动舵机的当前正反转频率是否不小于所述正反转频率阈值；若是，则判定所述电动舵机发生了抖动。
2.如权利要求1所述的电动舵机抖动控制方法，其特征在于，获取所述电动舵机的当前正反转频率，包括：
获取所述电动舵机的正反转的角度幅值与时间的对应关系；
基于所述角度幅值与时间的对应关系确定所述电动舵机的当前正反转频率。
3.如权利要求2所述的电动舵机抖动控制方法，其特征在于，基于所述角度幅值与时间的对应关系确定所述电动舵机的当前正反转频率，包括：
S21：基于所述角度幅值与时间的对应关系得到所述电动舵机的正反转运动曲线，所述电动舵机的正反转运动曲线的横坐标为时间，纵坐标为所述电动舵机正反转的幅值；
S22：获取当前周期内所述电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值；
S23：判断所述当前周期内所述电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值是否大于上一周期内所述电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值，若是，则进入S24，若否，则进入S26；
S24：判断第一计数器的计数值是否达到所述第一计数器的最大计数值，若否，则进入S25；若是，进入S28；
S25：将所述第一计数器的计数值加一，并返回S22；
S26：判断所述第一计数器的计数值是否达到所述第一计数器的最小计数值，若否，则进入S27；若是，则进入S28；
S27：将所述第一计数器的计数值减一，并返回S22；
S28：保持所述第一计数器的计数值；
S29：判断所述当前周期之前所述第一计数器是否至少达到一次所述最大计数值及一次所述最小计数值，若是，则进入S30，若否，则返回S22；
S30：获取所述当前周期和所述当前周期之前距所述第一计数器最近一次达到所述最大计数值或最小计数值的周期之间的时间段；
S31：基于所述当前周期和所述当前周期之前所述第一计数器最近一次达到所述最大计数值或最小计数值的周期之间的时间段确定所述电动舵机的当前正反转频率。
4.如权利要求2所述的电动舵机抖动控制方法，其特征在于，基于所述角度幅值与时间的对应关系确定所述电动舵机的当前正反转频率，包括：
S41：基于所述角度幅值与时间的对应关系得到所述电动舵机的正反转运动曲线，所述电动舵机的正反转运动曲线的横坐标为时间，纵坐标为所述电动舵机正反转的幅值；
S42：获取当前周期内所述电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值；
S43：获取当前周期内所述电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值减去上一周期内所述电动舵机的正反转运动曲线的曲线段的幅值得到的差值；
S44：判断所述差值是否大于0，若是，则进入S45，若否，则进入S46；
S45：判断第二计数器的计数值是否达到所述第二计数器的最大计数值，若否，则进入S47，若是，则进入S48；
S46：判断第二计数器的计数值是否达到所述第二计数器的最小计数值，若否，则进入S47，若是，则进入S48
S47：将所述第二计数器的计数值加上所述差值，并返回S42；
S48：保持所述第二计数器的计数值；
S49：判断所述当前周期之前所述第二计数器是否至少达到一次所述最大计数值及一次所述最小计数值，若是，则进入S50，若否，则返回S42；
S50：获取当前周期和自当前周期之前距所述第二计数器最近一次达到所述最大计数值或最小计数值的周期之间的时间段；
S51：基于当前周期和自当前周期之前所述第二计数器最近一次达到所述最大计数值或最小计数值的周期之间的时间段确定所述电动舵机的当前正反转频率。
5.如权利要求1所述的电动舵机抖动控制方法，其特征在于，判断所述电动舵机的当前正反转频率是否不小于所述正反转频率阈值之前，还包括：
判断所述电动舵机的当前正反转频率是否不低于预设抖动频率；若是，进入判断所述电动舵机的当前正反转频率是否不小于所述正反转频率阈值的步骤。
6.如权利要求1所述的电动舵机抖动控制方法，其特征在于，判断所述电动舵机的当前正反转频率是否不小于所述正反转频率阈值之前，还包括：
判断所述正反转频率阈值是否大于所述电动舵机的预设正反转频率最大值；
若是，则采用预设低速控制参数作为所述电动舵机的所述控制参数；
其中，基于所述预设低速控制参数对所述电动舵机的转速进行闭环控制时所述电动舵机的转速不大于电动舵机的最大允许转速。
7.如权利要求1所述的电动舵机抖动控制方法，其特征在于，基于调整后的控制参数对当前正反转频率进行闭环调整，直至所述电动舵机的当前正反转频率不大于第一预设频率之后，还包括：
判断所述电动舵机的当前正反转频率是否小于第二预设频率；所述第二预设频率小于所述第一预设频率；
若所述电动舵机的当前正反转频率小于第二预设频率，则判断所述控制参数是否小于出厂设定参数；
若所述控制参数小于出厂设定参数，则对所述控制参数进行增大处理；
所述控制参数与所述电动舵机的正反转频率呈正相关。
8.如权利要求1至7任一项所述的电动舵机抖动控制方法，其特征在于，对所述电动舵机的控制参数进行调整，基于调整后的控制参数对所述电动舵机的转速进行闭环控制，进而对所述电动舵机的当前正反转频率进行闭环调整，直至所述电动舵机的当前正反转频率不大于第一预设频率，包括：
S61：对所述控制参数进行第一幅度的减小；
S62：基于调整后的控制参数对所述电动舵机的转速进行控制，进而对所述电动舵机的当前正反转频率进行调整；
S63：获取所述电动舵机的最新当前正反转频率；
S64：判断所述电动舵机的最新当前正反转频率是否不大于所述第一预设频率，若是，则进入S65，若否，则进入S66；
S65：保持所述第一幅度的减小的控制参数不变；
S66：对所述控制参数进行第二幅度的减小，进入S62，其中，所述第二幅度小于所述第一幅度；
所述控制参数与所述电动舵机的正反转频率呈正相关。
9.一种电动舵机抖动控制装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8任一项所述的电动舵机抖动控制方法的步骤。
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