CN112673771A - 用于机器的位置控制的方法、系统和计算机可读介质 - Google Patents

用于机器的位置控制的方法、系统和计算机可读介质 Download PDF

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Abstract

在示例性实施例中，系统包括：马达、存储指令的存储器以及至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置为执行所述指令以使所述系统通过网络获得指示所述马达的转子的目标位置和与所述目标位置相关联的目标时间的至少一个消息，基于所述目标位置和所述目标时间来确定位置命令和速度命令，并且基于所述位置命令和所述速度命令来控制所述马达。

Description

用于机器的位置控制的方法、系统和计算机可读介质
相关申请的交叉引用
本申请根据美国法典第35编第119(e)节要求于2019年10月18日向美国专利商标局提交的美国临时专利申请No.62/923,057的优先权，该临时专利申请的全部内容通过引用合并于本文中。
技术领域
示例性实施例涉及用于控制机器位置的系统和方法。
背景技术
车辆(例如，汽车、拖拉机和挖掘机)通常包括电气应用(例如，电驱动)。
发明内容
至少一个示例性实施例提供了一种系统，该系统包括马达、存储指令的存储器以及至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置为：执行所述指令以使所述系统通过网络获得至少一个消息，所述消息指示马达的转子的目标位置和与所述目标位置相关联的目标时间，基于所述目标位置和所述目标时间确定位置命令和速度命令，以及基于所述位置命令和所述速度命令控制所述马达。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解示例性实施例。图1至图8表示如本文所述的非限制性的示例性实施例。
图1是农业行间作物种植机的行单元(row unit)的侧视图；
图2A至图2T示出了根据至少一个示例性实施例的在图1的农业行间作物种植机中的排种和输送系统的视图；
图3示出了根据至少一个示例性实施例的种子输送机的控制系统；
图4示出了根据至少一个示例性实施例的电子数据处理系统；
图5示出了根据至少一个示例性实施例的电子数据处理系统；
图6A示出了根据至少一个示例性实施例的控制电机的方法；
图6B示出了根据至少一个示例性实施例确定位置命令和速度命令的方法；
图6C示出了根据至少一个示例性实施例使用开关式方法(bang bang method)确定位置命令和速度命令的方法；
图7A至图7C示出了根据示例性实施例的速度命令和位置命令的时序图；
图8A示出了根据至少一个示例性实施例的控制器局域网(CAN)消息；
图8B示出了根据至少一个示例性实施例的控制器局域网(CAN)消息；并且
图8C示出了根据至少一个示例性实施例的控制器局域网(CAN)消息。
具体实施方式
现在将更充分地参照图示一些示例性实施例的附图以描述多个示例性实施例。
因此，尽管能够对示例性实施例进行各种修改并且形成可替换形式，但是附图通过示例的方法示出所述实施例并且本文将详细描述所述实施例。然而，应该理解，不旨在将示例性实施例限制到公开的具体形式，而是相反，示例性实施例将覆盖落入权利要求的范围内的所有的修改例、等同例和供选例。在对附图的所有描述中，相同的数字指示相同的元件。
将理解，虽然在本文中术语第一、第二等可以用于描述各种元件，但是这些术语不应该限制这些元件。这些术语仅用于区别一个元件与另一元件。例如，第一元件可以被称为第二元件，并且，类似地，第二元件可以被称为第一元件，这没有脱离示例性实施例的范围。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关联的列出项目的任意结合和所有结合。
将理解，当元件被称为“连接”或“耦接”到另一元件时，其可以直接连接或耦接到可以存在的另一元件或插入元件。相反，当元件被称为“直接连接”或“直接耦接”到另一元件时，其中不存在插入元件。应该以相同方式理解用于描述元件之间的关系的其它措辞。
本文中使用的术语仅为了描述具体的实施例并且不旨在限制示例性实施例。如本文所用，单数形式“一个”和“所述”旨在同样包括复数形式，除非上下文以其他方式明确表示。将进一步理解，当在本文中使用术语“包括”、“包括”、“包含”和/或“包含”时，指出存在规定的部件、整体、步骤、操作、元件和/或构件，但是不排除存在或增加一个或多个其它的部件、整体、步骤、操作、元件、构件和/或其组群。
还应该注意，说明的功能/作用可以以一些可替换的实现方式不按照图中图示的次序出现。例如，实际上可以大致同时执行或有时可以以相反次序执行连续示出的两个图，这取决于涉及的功能/作用。
除非另有规定，否则本文中使用的所有术语具有的意义与示例性实施例属于的技术领域中的人员通常理解的意义相同。将进一步理解，例如限定在通常使用的字典中的那些术语应该理解成具有的意义与其在相关技术的内容中的意义一致，而不应理解成理想化的意义或过度正式的意义，除非本文中明确地如此限定。
示例性实施例和对应的详细描述的部分明确地呈现被具体地程控以执行软件的处理器，或关于计算机存储器中数据位的操作的算法和符号表示。这些描述和表示是本领域的技术人员向本领域的其他技术人员有效表达其工作的实质的方式。算法，作为本文使用的术语，并且如其被通常使用的那样，被认为是通向结果的一序列有条理的步骤。该步骤对物理量进行要求的物理操纵。通常，虽然不一定，这些物理量采取能够被存储、传送、组合、比较、和以其他方式操纵的光信号、电信号、或磁信号的形式。主要由于普遍使用的原因，有时方便地将这些信号称为位、值、要素、符号、字符、术语、数字等。
在以下描述中，将参照可以执行为实现具体任务或采用具体的抽象数据类型的、包括例行程序、程序、目标、成分、数据结构等的程序模块或功能性过程并且可以使用现有的硬件执行的操作的作用和符号表示来描述说明性实施例。这种现有硬件可以包括一个或多个中央处理单元(CPU)，数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、计算机等。
然而，应该明白，所有的这些术语和类似的术语将与适当的物理量相关并且仅是应用于这些物理量的方便的符号。除非以其他方式具体地规定，或如从讨论所显而易见的，诸如“处理”或“运算”或“计算”或“确定”或“显示”等术语指操作被表示为计算机系统的寄存器和存储器中的物理电子量的数据并且将其转换成类似地表示为计算机系统存储器或寄存器或其它的这种信息存储、传送或显示装置中的物理量的其它数据的计算机系统或类似的电子计算装置的作用和过程。
在包括下面的定义的本申请中，术语“模块”或术语“控制器”可以用术语“电路”代替。术语“模块”可以指代如下硬件、是如下硬件的一部分或包括如下硬件：执行代码的处理器硬件(该处理器硬件是共享的、专用的或组合的)；和存储由处理器硬件执行的代码的存储器硬件(该存储器硬件是共享的、专用的或组合的)。
模块可以包括一个或多个接口电路。在一些示例中，接口电路可以包括连接到局域网(LAN)、因特网、广域网(WAN)或其组合的有线或无线接口。本公开的任何给定模块的功能可以分布在经由接口电路连接的多个模块之间。
此外，本发明的至少个实施例涉及一种非暂时性计算机可读存储介质，该存储介质包括存储在其上的电子可读控制信息且被配置为使得当存储介质用在马达系统的控制器中时至少一个实施例方法被执行。
更进一步地，任何前述方法可以以程序的形式体现。程序可以存储在非暂时性计算机可读介质上，并且适于在计算机装置(包括处理器的装置)上运行时执行上述方法中的任何一种。因此，非暂时性有形计算机可读介质适于存储信息，并且适于与数据处理设施或计算机装置交互以执行任何上述实施例的程序和/或执行任何上述实施例的方法。
计算机可读介质或存储介质可以是安装在计算机装置主体内或可移动介质内的内置介质，该可移动介质被布置成使得其可以与计算机装置主体分离。这里使用的术语“计算机可读介质”不包括通过介质传播的瞬时电信号或电磁信号(例如载波上)；因此，术语“计算机可读介质”被认为是有形的和非暂时的。此外，关于存储图像的各种信息(例如，属性信息)可以以任何其他形式存储，或者可以以其他方式提供。
共享的存储器硬件包含单个存储器装置，其存储来自多个模块的一些或所有代码。组合的存储器硬件包括存储器装置，该存储器装置与其他存储器装置组合以存储来自一个或多个模块的一些或所有代码。
术语“存储器硬件”是术语“计算机可读介质”的子集。这里使用的术语“计算机可读介质”不包括通过介质传播的瞬时电信号或电磁信号(例如载波上)。因此，术语“计算机可读介质”被认为是有形的和非暂时的。非暂时性计算机可读介质的非限制性示例包括但不限于：可重写非易失性存储器装置(包括例如闪存装置、可擦除可编程只读存储器装置或掩模只读存储装置)；易失性存储器装置(包括例如静态随机存取存储器装置或动态随机存取存储器装置)；磁存储介质(包括例如模拟或数字磁带或硬盘驱动器)；和光学存储介质(包括例如CD，DVD或蓝光盘)。具有内置可重写非易失性存储器的介质的示例包括但不限于存储卡；和带有内置ROM的介质包括但不限于ROM盒；此外，关于存储图像的各种信息(例如，属性信息)可以以任何其他形式存储，或者可以以其他方式提供。术语数据存储装置可以与存储装置互换使用。
在下面的描述中，q-d轴电流或电压是指在矢量控制交流电机的情况下适用的直轴电流或电压以及正交轴电流或电压。此外，尽管在下面使用术语命令，但是应当理解，命令是指目标值。
车辆(例如，汽车、拖拉机和挖掘机)通常包括电气应用(例如，电驱动)。这些电驱动可以用于诸如播种的播种机行单元之类的应用中。更具体地，本公开涉及具有排种器和种子输送机构的行单元(row unit)。
图1示出了播种机10，例如行间作物种植机。播种机10具有框架12，框架12上安装有多个单独的行单元14。诸如储罐13a至13c之类的种子源保持种子，例如，种子被气动地输送到每个行单元14上的微型料斗(未示出)。储罐13a至13c可以通过诸如软管之类的导管20和加压输送设备(未示出)联接到微型料斗。每个储罐13a至13c可以用于容纳相同种类的种子或不同种类的种子。例如，第一储罐13a可以容纳第一种类的种子，第二储罐13b可以容纳第二种类的种子，第三储罐13c可以容纳第三种类的种子。这些种类通常在同一作物(例如，玉米、大豆等)内，并且每个种类具有不同的性状，允许在田地的给定位置种植最理想的种类。这些性状可以包括种子对疾病、干旱、水分、害虫的耐受性和其他种子特性等。不同种类也可以包括植物类型，例如玉米、大豆等。例如，第一储罐13a可以容纳玉米，第二储罐13b可以容纳大豆，第三储罐13c可以容纳更耐潮的种类的玉米或大豆。因而，每个行单元14可以联接到多个导管20，使得每个行单元14联接到每个储罐13a至13c以接收第一种类、第二种类和第三种类的种子。在其他构造中，储罐13a至13c可以容纳相同种类的种子。
每个行单元14具有框架构件18，行单元14的组件安装到框架构件18上。例如，框架构件18可以携带开犁沟盘以在播种机10下方的土壤中形成开口犁沟15，种子被放置在犁沟15中，并且框架构件18还可以携带合拢填土轮以在放置的种子的上方将犁沟15合拢并使合拢的犁沟15中的土壤牢固。排种器24和种子输送系统400也附接到种植单元的框架构件18。
图2A至图2T示出了根据至少一个示例性实施例的行单元。
如图2A所示，行单元包括排种器24和种子输送系统400。
排种器24包括壳体30(图2B)和盖构件34。壳体30和盖构件34通过分别在壳体和盖构件上的互补的铰链特征36和38(见图2D)彼此联接。铰链特征36包括联接到壳体的枢轴销37，而铰链特征38是一体形成的钩，该钩缠绕在枢轴销周围以允许盖构件34绕着销37的轴线枢转。弹性闩锁构件40联接到壳体30，并且具有扩大部分42，扩大部分42置于盖构件中形成的插座44中，以将盖构件保持在壳体30上的关闭位置。
壳体30形成有枢轴销46形式的第二铰链元件(图2B)。枢轴销46置于附接到框架构件18的安装框架50的钩构件48(图2C)中。这允许排种器24相对于种植单元框架构件18绕着轴线52枢转。驱动主轴54由壳体30携带并且在其端部上具有驱动毂56(图2D)。当处于图2B所示的组装位置时，驱动主轴54联接到电动马达60的输出轴58以驱动排种器。排种器24通过闩锁机构68联接到输送系统，闩锁机构68包括金属杆70，金属杆70的一端具有钩子，当锁定时，该钩子置于排种器壳体30的孔中。输送系统还具有安装钩72，其在图2中部分地示出，安装钩72附接到种植单元框架构件18以支撑输送系统。
种子输送系统400由也由安装框架50携带的电动马达80驱动。有刷马达80的输出轴通过直角驱动82连接到输送系统。虽然已经示出了电动马达既驱动排种器又驱动种子输送系统，但是本领域技术人员将理解，可以使用其他类型的马达，例如液压马达、气动马达等，以及各种类型的机械驱动系统。
参照图2E，更详细地示出了排种器的排种构件100。这些排种构件100被示出为单件的凹陷碗形主体。碗形主体具有基部102，侧壁104从基部102延伸。侧壁104终止于外边缘106。侧壁具有径向内表面108和径向外表面110。相邻于外边缘106，侧壁具有由图2E中的括号表示的边缘部分112。边缘部分112沿径向向外并轴向地朝向外边缘106延伸。在边缘部分112中，存在环形阵列孔114，其延伸穿过内表面108和外表面110之间的侧壁。排种构件100安装在排种器壳体中，以沿图2E中箭头118的方向旋转。在操作中，随着排种构件的旋转，来自位于排种构件的底部的种子库120的各个种子粘附到侧壁的内表面108上的孔114，并依次向上运送到排种构件上部的释放位置164。因而，内表面也称为排种构件的种子侧。一系列凸起的结构或突起，例如轮翼(paddle)116，从侧壁104的内表面108延伸，通常一个轮翼在旋转方向上位于一个孔114的后面。每个轮翼在旋转方向上在相关孔的后面形成面对表面124，以如下所述将粘附到孔上的种子推入输送系统中。如上所述，排种构件的边缘部分112执行从种子库中取出各个种子并依次将种子移到释放位置以将种子单独地供应给种子输送系统400的功能。
排种构件的基部102包括中心驱动孔130(图2D)，该中心驱动孔用于以类似于众所周知的将平的排种盘安装在排种器中的形式将排种构件安装在旋转驱动毂56上，以绕轴线132旋转。当被安装到壳体30上时，排种构件100与壳体配合以形成用以保持种子库120的槽，如下面更全面地描述。轴线132相对于水平面以及在播种机的前后延伸的垂直面和横向于播种机延伸的垂直面均倾斜。
参照图2F，排种构件100以剖视图示出。基部102大体上平坦，而侧壁104的内表面的边缘部分112向外张开，即，径向向外并轴向地延伸。如图2F所示，边缘部分是截头圆锥形的。可替代地，如图2G所示，结合排种构件侧壁104′，侧壁边缘部分112的内表面的形状可以是截头球形的。此外，虽然边缘部分112已经显示为向外张开，但是边缘部分可以为大致圆柱形而没有任何向外的张开，即仅轴向地延伸。
排种构件100可以形成为一件或由多件构成。排种构件可以最容易地由诸如聚碳酸酯、尼龙、聚丙烯或聚氨酯之类的塑料模制而成。然而，可以使用其他塑料以及其他材料，例如金属等。排种构件100足够刚硬以在没有附加支撑结构的情况下自我维持形状。作为自我维持，排种构件可以是刚性的，或者当以类似于美国专利No.7,661,377(其全部内容通过引用并入本文中)的柔性排种盘的方式作用时，排种构件可以是柔性的以改变形状。
如前所述，排种构件100可以通过基部102中的中心驱动孔130安装到驱动毂。通过中心驱动孔130的安装既提供了排种构件的安装支撑又提供了排种构件的旋转驱动。可替代的，可以在侧壁的外表面上提供对排种构件的支撑。可以在侧壁的外表面中形成凹槽以容纳支撑排种构件的滚子。如果该凹槽还形成有驱动齿，则可以通过马达驱动一个滚子以使排种构件旋转。通过这种可能的可替代的布置，排种构件不是必须具有基部。排种的功能由侧壁执行，因而，侧壁是排种构件唯一必需的部分。
如图2F所示，当被安装在排种器壳体中时，排种构件100被定向为相对于垂直线倾斜，如图所示。在该定向中，孔114位于平面150中，平面以相对于垂直线成α的角度倾斜。在该定向中，排种构件的上部148悬垂或延伸超过下部154。如下所述，这允许进入用于机械式种子输送系统400的排种构件的上部148。如图所示，角度α约为24度。然而，只要上部148延伸超过下部从而足以从种子释放位置处的排种构件下方进入种子输送系统，则任何角度都可以。
如图2H所示，种子库120形成在排种构件100的底部。对外表面110施加真空，从而使得当孔穿过种子库行进时，各个种子粘附到孔114。当排种构件如箭头118所示旋转时，种子向上移动到在排种构件的上部148处的释放位置164。释放位置略微越过种子行进的圆形路径上的顶部或12点钟位置，以使种子在释放位置稍微向下移动。如下面更全面描述的，这有助于种子进入输送系统。而且，通过越过该路径的顶点，输送系统相对于排种构件偏离中心，从而在输送系统与排种器驱动之间提供间隙。在释放位置164处，排种构件的边缘部分的内表面面向下，使得种子粘附在排种构件下方或从排种构件悬垂下来，见图2I。种子输送系统400还位于释放位置164处的排种构件的上部的下方，以从排种构件取出种子，如图2J所示。
种子输送系统400包括具有左侧壁404(见图2R)和右侧壁406(见图2B)的壳体402。术语左和右的使用与箭头408所示的播种机的行进方向有关。边缘壁410将左右侧壁彼此连接。上开口416形成在边缘壁和侧壁中，以允许种子进入壳体402中。下开口418设置在下端，形成用于种子的排出位置413。一对皮带轮420和422安装在壳体402的内部。皮带轮支撑皮带424以在壳体内旋转。两个皮带轮中的一个是驱动皮带轮，而另一个皮带轮是惰轮。皮带具有柔性的基部构件426以接合皮带轮。细长的刷毛428从基部构件426延伸。刷毛在刷毛的近端或径向内的端部结合到基部构件。刷毛的远端或径向向外的端部430接触或几乎接触壳体边缘壁410的内表面。
在至少一个示例性实施例中，一个或多个种子传感器370位于边缘壁410中或安装到边缘壁410。种子传感器370可以是反射式种子传感器。种子传感器370可以包括光学传感器，该光学传感器被设置为检测穿过刮板(flight)之间的感测区域370a的光。种子传感器370可以另外包括诸如LED之类的光源，以用于提供要被种子151反射的光波，以被传感器检测。可替代地，可以将单独的光源(未示出)设置在刷子的后面(在图2I的透视图中的左侧)，以使光通过刷子朝传感器370传播。在任何情况下，传感器370都会生成由于种子151在感测区域370a中的存在而改变的信号。
如图2I的顶部所示，种子152位于排种构件100上的释放位置处，并且刚刚插入输送系统的刷毛428中。在释放位置处，排种构件侧壁104的边缘部分112大体上与静止内表面412相切，刷子刷毛428扫过该静止内表面412。表面412位于壳体30的闩锁部分66上。表面412是输送系统壳体402的内表面414的延续。一旦种子被捕获在输送系统中，则种子沿着箭头417所示的皮带方向移动。矢量438示出了种子在被种子输送系统400捕获后立即行进的方向。
在从排种构件释放种子之前，种子沿稍微向下进入刷毛428的矢量160方向移动。参考图2L，种子方向的矢量160与由箭头176所示的刷毛428的长度成大约60度的角度161。如图2J所示，刷带被定位成使得种子在刷带的拐角处进入刷毛。刷子可以被定位成使得种子通过刷毛的远端或通过刷毛的侧面进入刷子。
示出了的两个矢量的图2M示出了在释放位置164处包含两个矢量的平面中排种构件上的种子方向矢量160和当种子第一次在刷带中时种子方向矢量438之间的关系。矢量之间的角度163至少为35度，优选为50度至80度之间。这显示了种子交叉进入刷毛，这意味着种子在释放位置之前的移动方向与刷毛的移动方向基本上不同。这也是刷毛相对于种子的行进方向扫过侧壁的内表面的关系。
图2J和图2K示出了由排种器壳体30携带的阻挡构件162。阻挡构件162定位成与种子152的通向释放位置164的行进路径相邻，并防止种子在到达释放位置之前从排种构件移动。一旦种子已经通过阻挡构件162的端部174，种子就可以随刷子刷毛在图2I中矢量438的方向上自由移动。阻挡构件确保了种子在宽度方向上始终沿皮带的中心一致地进入刷带，而不是允许种子在整个皮带宽度上的任意位置进入皮带。如图2N所示，阻挡构件位于排种构件100的侧壁104下方，在排种构件的轮翼116和外边缘106之间。轮翼116的面对表面124将种子推入刷子刷毛中。如图2J所示，当突起横过刷子的宽度时，轮翼或突起116进一步行进到刷毛中。一旦种子在刷子刷毛中，种子就在矢量438的方向上从孔114到排种构件的外边缘106扫过排种构件的内表面。输送系统可以被布置成沿相反的方向(即，远离排种构件的外边缘106)扫除种子。
为了进一步确保种子从排种构件中一致地释放并移交至输送系统，由盖构件34携带的排出器166骑在排种构件边缘部分的外表面上。参见图2J、图2K和图2N。排出器166为具有多个突起168的星形轮的形式。突起168从侧壁104的外表面110延伸到孔114中，并迫使种子从孔114中出来。由于突起168接合在孔114中，因此通过排种构件100的旋转使排出器旋转。排出器经由枢转臂170和支架171安装到盖构件34。排出器166通过弹簧172偏压在排种构件上。
再次转向图2C，示出了位于盖构件34的内侧上的柔性密封件180。该密封件抵靠排种构件100的外表面110，从而在密封件的内部182中形成真空室。密封件的第一部分184比密封件的第二部分186在径向上与排种构件上更远地间隔开。在密封件第一部分184的区域中，对孔114施加真空，使种子粘附到孔114。没有对密封件第二部分186的外部和相邻的孔施加真空。盖构件34中的端口188适于以用于真空排种器的已知方式将盖构件的内部连接到真空源。种子释放位置164在真空室内。因而，刷带和排出器与施加到孔114的真空相反地工作，以从排种构件释放种子。
参照图2O，示出了壳体30的内部。壳体包括用于驱动主轴54的中心凸起302。壳体还包括开口304，以接收来自未示出的微型料斗的种子，该微型料斗安装到壳体的外部并围绕开口304。在开口304下方，壳体壁形成朝着壳体的下端308向下延伸的斜坡306。斜坡与排种构件的内表面108配合以保持种子库120。壳体包括向内突起309，该向内突起309在壳体的外侧上形成腔室314(图2P)，如果放置种子输送系统400，则上端位于腔室314中。突起309在上端开口，从而形成从壳体内部到外部的向下看的开口312。该开口312允许刷带424进入排种构件的内表面108并从壳体运送种子。
图2P示出了排种构件的朝向以及壳体30与排种构件100的配合以在排种构件的下端形成用于种子库120的槽。图2P示出了当播种机10在水平地面上时排种构件的朝向。在排种构件的下端，侧壁104相对于垂直线倾斜，使得内表面108与竖直矢量126成角度d。如图2P所示，内表面与垂直线成大约21度。邻近排种构件的、形成槽的另一侧的壳体的朝向不是关键。来自种子库120的种子位于内表面108的顶部，重力的分量垂直于内表面108。如图2P所示，当在山坡上操作时，如果排种器顺时针或逆时针倾斜，则内表面108保持倾斜并且重力仍然具有垂直于内表面的分量。这与图2Q中所示的典型的盘式排种器相反，该典型的盘式排种器具有与壳体壁322相配合以形成种子库324的垂直朝向的盘320。如果在观察时该排种器沿逆时针方向倾斜，则来自该库的种子仍将抵靠靠该盘。然而，如果将排种器顺时针倾斜，则来自该库的种子将从该盘上掉落，从而种子由盘拾取的角度而言降低了排种性能。对排种器的估计表明，当角度d小至5度并且大至75度时，在山坡上的排种性能得到了改善。当角度d为10度至50度之间时，可以获得更好的性能，而最佳性能在20度至40度的范围内。在性能开始下降之前，这个最后的范围提供了排种器在山坡上沿任何方向的相当大的倾斜。
在排种构件的上端处，在释放位置164处，内表面108与向下的垂直矢量128的夹角f在50度至90度的范围内，越接近90度越利于将种子从排种构件移交给刷带。如图所示，角度f约为68度。内表面108相对于种子槽处和释放位置处的垂直向的不同朝向是通过刚性的排种构件实现的。对于图2Q所示的盘式排种构件，这种变化是不可能的。
如上所述，由于施加到排种构件的外表面上的真空在排种构件的相对侧上产生压差，所以种子粘附到排种构件中的孔114。作为在排种构件的外侧上的真空的替代方式，可以通过壳体30和排种构件100之间的正压来产生压差。这种系统将需要排种构件100和壳体30之间的密封来形成正压室。在正压布置中，盖构件34仅用作用于旋转排种构件的盖。
有可能不止一个种子将被粘附到给定的孔114上。为防止一次将不止一个种子转移到刷带，沿着从种子库到释放位置164的种子路径，将一对双分离器(doubleseliminator)或分离构件(singulating member)附接到壳体30。分离构件为刷子330和332的形式(图2D和图2H)。刷子330具有大体上轴向延伸的刷毛，并且通过从排种构件的外边缘106向内延伸而刷在孔114上的种子。刷子330的刷毛具有不同的长度，以沿着刷子330的长度在几个离散位置接合种子。刷子332具有大体上径向延伸并与轮翼116内侧的排种构件侧壁的内表面接合的刷毛，并且沿着侧壁延伸到孔114。刷子330和332都起到轻微扰动孔上的种子并引起过量种子掉落的作用。一旦被去除，过量的种子就落回到种子库120。刷子可以固定在适当的位置，或者它们可以调节以改变刷子扰动排种构件上的种子的程度。示出了第三刷子334，其大致在排种构件的径向上延伸。刷子334用于限定种子库120的边界。刷子330、332和334安装到壳体30。
再次回到图2I，一旦种子被捕获或陷入到刷毛428中，则输送系统控制种子从排种器到排出位置的移动。种子被保持在刷毛中，使得种子相对于刷毛428或相对于输送系统中的其他种子不能垂直地移动。特别地，在种子沿着输送系统的垂直侧行进期间，将种子至少保持在种子的顶部和底部上，以防止种子和刷带之间的任何相对移动。因而，当在田间移动时，种子彼此之间的相对位置不受种植单元的动力学影响。种子由刷毛从上开口416携带到下开口418，并且从上开口到下开口种子的移动被始终被控制。
输送系统壳体的下开口418定位成尽可能靠近种子沟槽或犁沟448的底部446。如图所示，下开口418与种子犁沟相邻位于土壤表面432附近或下方。输送系统的底部应在土壤表面432上方不超过一英寸或两英寸(2.5cm至5cm)。如果可能，输送系统的下端应在土壤表面432下方。壳体边缘壁410在下开口418处形成出口斜坡434。下开口418和斜坡434沿着围绕皮带轮422的皮带路径中的曲线定位。当刷毛的远端绕皮带轮422行进的距离大于皮带的基部构件426行进的距离时，由刷毛的远端携带的种子在绕皮带轮422的线速度方面增加。该速度差由两个箭头441和442表示。
在排出时，种子具有由矢量V表示的速度。该速度具有垂直分量VV和水平分量VH。皮带以一定的速度运行，以产生水平速度分量VH，该水平速度分量VH近似等于由箭头408所示的播种机前进速度，但方向相反。结果是，种子相对于地面的水平速度为零或近似零。这最小化了种子在种子沟槽中的滚动。
种子可以基本上在无限多个位置处插入刷子刷毛中。这使刷子能够以一定速度操作，对种子生成所需的水平速度分量，而与种子的播种密度(seed population)无关。另一方面，排种器可以以播种机的前进速度和所需种子播种密度的函数的速度来操作。因为皮带424可以在基本上无限多的位置处装载有种子，所以皮带速度可以独立于排种器速度来操作。在一些示例性实施例中，皮带速度与排种器速度同步，以确保对于从排种器中排出的每个种子而言，一个或多个刮板均通过排种器。
虽然希望使种子的向后速度与播种机的向前速度相匹配，以使种子相对于土壤的相对速度最小化，但是对于某些种子种类，刷带可以以不同的速度运行以确保种子从刷子刷毛中排出。
输送系统壳体的下部的内部在图2R中示出。输送系统壳体402是具有上壳体构件460和下壳体构件462的两件式壳体。下壳体构件携带下皮带轮422。下壳体构件具有向上延伸的杆部464，该杆部在由上壳体构件的壁466和468形成的通道内滑动。弹簧(未示出)在杆部464上向下推动以向下偏压下壳体构件。缠绕在皮带轮420和422上的刷带424将上壳体构件和下壳体构件保持在一起。皮带424被作用在杆部464上的弹簧张紧。U形金属条470附接到上壳体构件460，并且桥接上壳体构件和下壳体构件之间的间隙472，以提供用于将壳体中的种子保持在上开口416和下开口418之间的连续表面。金属带在其上端具有凸舌(tab)，该凸舌弯曲并插入上壳体构件460中的狭槽474中以将金属带470保持在适当位置。可以将诸如螺母和螺栓的紧固件穿过杆部464和上壳体构件460放置，以将上壳体构件和下壳体构件固定在一起。
不同的排种构件可以用于不同的种子种类。排种构件100旨在用于以相当近的种子间距种植的大豆和其他作物。以更大的种子间距种植的玉米使用图2S和图2T所示的排种构件200。排种构件200以与排种构件100类似的方式构造，并且类似的组件被给予相同的附图标记加上100。然而，排种构件200具有的孔214的数量是排种构件100的一半。为了避免在更换排种构件时需要更换排出器166，排种构件200在每个孔214之间的侧壁的外表面210上具有延伸到侧壁204中的凹部226。凹部226为排出器166的突起168提供间隙，排出器166的突起168被布置成插入到排种构件100的每个孔114中。凹部226不向侧壁204的内表面208开口。因而，在孔214之间的侧壁204的内表面上存在额外的突起228。可替代地，突起228和轮翼216可以形成为从内表面208延伸的单个突起。
图3示出了根据至少一个示例性实施例的排种器驱动和输送系统驱动的控制系统。
如图3所示，控制系统300包括行单元控制器(RUC)305、排种器驱动(排种器系统)310和输送系统驱动(也称为输送系统)315。排种器驱动310可以包括马达控制器312、排种器驱动马达60和排种器314(例如，排种器)。输送系统驱动315可以包括马达控制器316、有刷马达80和刷子318。
马达控制器312和排种器驱动马达60可以形成第一集成智能马达，并且马达控制器316和有刷马达80可以形成第二集成智能马达。
RUC 305可以通过网络总线320与排种器驱动310和输送系统驱动315通信。控制系统300可以是控制器局域网(CAN)的一部分，并且网络总线320可以是CAN总线。
RUC 305优选地与输送系统驱动315的马达控制器316电通信。
RUC 305优选地与排种器驱动310的马达控制器312电通信。排种器驱动马达60可以包括本领域中已知的用于以所需的速度驱动排种器例如液压驱动或电驱动的任何设备。作为示例，排种器驱动马达60可包括安装在排种器驱动马达60上或安装在排种器驱动马达60附近的电动马达。
在示例性实施例中，排种器驱动310优选地包括用于感测排种器驱动马达60的转子位置的编码器(例如，霍尔效应传感器)。图4示出了示例。在示例性实施例中，输送系统驱动315优选地包括用于感测有刷马达80的转子位置的编码器(例如，霍尔效应传感器)。图4示出了示例。
RUC 305还优选地通过另一CAN总线355与种植机网络350电通信。种植机网络350可以包括速度源360。速度源360可以包括GPS系统、雷达速度传感器或轮速传感器。
RUC 305从播种机网络350接收地速、种子播种密度、行距和种植启用/禁用命令。RUC 305基于地速、种子播种密度、行距以及来自种植机网络350的播种启用/禁用命令，向排种器驱动310和输送系统驱动315提供命令。种子传感器370(反射性种子传感器)提供由RUC 305直接测量的指示种子存在的数字脉冲。因而，种子的大小由刷子的速度和数字脉冲的宽度得出。RUC 305可以向由种子传感器370检测到的种子添加时间戳。
在至少一个示例性实施例中，RUC 305与适于安装到排种构件100的一个或多个种子传感器370电连通。在一些示例性实施例中，种子传感器370仅与RUC 305通信。在其他示例性实施例中，种子传感器370还可以通过总线320与马达控制器312和马达控制器316电通信。
在至少一些示例性实施例中，通过车辆数据总线在RUC和马达控制器之间发生命令同步，以改善种植机的种子控制。RUC可以生成指示未来目标的至少一个网络消息(例如，CAN消息)。未来目标可以包括下面的一项或多项：(a)时间目标，(b)角度或位置目标，以及(c)种子的速度(速率)目标。
在至少一些示例性实施例中，在车辆数据总线320上发生时钟同步以提高通信精度。即，测量和命令包含在适当的全局时间参考中。全局时间可以指在诸如控制系统300之类的子网络上同步并标准化的时间。在一些示例性实施例中，计时器同步可以包括CAN总线355和种植机网络350。
车辆数据总线320和总线355上的同步可以根据CAN上的时间同步规范(Specification of Time Synchronization over CAN)，AUTOSAR CP版本4.3.1(2017年12月8日)来完成，该CAN上的时间同步规范的全部内容通过引用合并于本文中。
每个种子可以具有其自己的对应目标。
种子速度可以取决于车辆和相关的种植机的对地速度。可以使用具有差分校正数据、实时运动学校正数据和/或精确点定位的位置确定接收器(GPS或全球卫星导航系统)以(例如，通过位置确定接收器或集成加速度计)提供车辆的对地速度和加速度。
至少一个示例性实施例提供了一种系统，该系统包括电机(例如，马达)、存储指令的存储器以及至少一个控制器，该至少一个控制器被配置为：执行指令以使系统通过网络获得指示电机的目标位置和与目标位置相关联的目标时间的至少一个消息，基于目标位置和目标时间确定位置命令和速度命令，并基于位置命令和速度命令控制马达。
在至少一个示例性实施例中，该至少一个控制器还被配置为：执行指令以使系统在至少一个消息中获得与目标时间和目标位置相关联的目标速度，并且基于目标位置、目标时间和目标速度来确定位置命令和速度命令。
在至少一个示例性实施例中，目标速度基于种植机行单元的速度。
在至少一个示例性实施例中，目标位置与被输送到地面的种子相关联，并且是马达的转子将种子输送到地面的期望位置。
在至少一个示例性实施例中，该至少一个控制器还被配置为执行指令以使系统基于目标位置和目标时间来选择第一操作模式或第二操作模式，并基于所选择的模式确定位置命令和速度命令。
在至少一个示例性实施例中，该至少一个控制器还被配置为执行指令，以使系统在每个循环选择第一操作模式或第二操作模式。
在至少一个示例性实施例中，该至少一个控制器还被配置为执行指令，以使系统在第一操作模式下基于格兰姆(Gramian)方法确定位置命令和速度命令。
在至少一个示例性实施例中，至少一个控制器还被配置为执行指令以使系统将位置命令和速度命令确定为：
Figure BDA0002728128520000171
Figure BDA0002728128520000172
Figure BDA0002728128520000173
Figure BDA0002728128520000174
其中，目标
Figure BDA0002728128520000175
命令
Figure BDA0002728128520000176
并且由马达控制器确定，W是格兰姆矩阵，u*是用于构建随时间变化的位置命令θ*的所需位置轮廓的加速度，t0是与命令x0相关联的时间(由马达控制器确定并使用当前位置命令
Figure BDA0002728128520000177
和当前速度命令
Figure BDA0002728128520000178
的时间)，在该时间，马达控制器确定新的位置命令和新的速度命令(然后可以更新命令
Figure BDA0002728128520000179
以反映新的位置命令和新的速度命令)。在示例性实施例中，
Figure BDA00027281285200001710
的初始值可以为零。在其他示例性实施例中，可以将
Figure BDA00027281285200001711
的初始值设置为测量位置。
在一些示例性实施例中，时间t0和命令x0可以在执行xf的计算的控制器的每次迭代时被更新。通过在每次迭代(步骤)中更新时间t0和命令x0，因为它不会累积，所以减少误差。然而，示例性实施例不限于此。
在至少一个示例性实施例中，该至少一个控制器还被配置为执行指令，以使系统在第二操作模式下基于开关式(bang-bang)方法或滞后方法来确定位置命令和速度命令。
在至少一个示例性实施例中，网络是控制器局域网(CAN)，并且该至少一个控制器被配置为通过CAN总线获得至少一个消息。
在至少一个示例性实施例中，该系统还包括联接到马达的种子输送器。
在至少一个示例性实施例中，种子输送器是刷子。
在至少一个示例性实施例中，该系统还包括联接到马达的排种器。
根据示例性实施例，图4示出了驱动系统400，该驱动系统400包括：用于控制诸如马达455之类的机器的控制器401，位置传感器475，三相逆变器电路450，电压传感器485，DC总线490以及马达455。电压传感器485测量DC总线490的DC总线电压VDC。
马达控制器312和马达控制器316可以具有相似的结构和功能。马达控制器401可以代表马达控制器312和316。然而，示例性实施例不限于此。马达455可以是排种器驱动马达60或有刷马达80。
应当理解，驱动系统400可以包括图4中未示出的附加特征。例如，驱动系统400可以包括转子磁体温度估计模块、电流整形模块和端子电压反馈模块。为了方便描述驱动系统400而示出了图4中所示的特征，并且应当理解，驱动系统400不应限于图4中所示的特征。
驱动系统400包括电子模块、软件模块或两者。在示例性实施例中，驱动系统400包括马达控制器401，以支持存储、处理或执行一个或多个软件模块的软件指令。马达控制器401由图4中的虚线表示，并且在图5中更详细地示出。
马达控制器401耦接到逆变器电路450。逆变器电路450可以是三相逆变器。逆变器电路450包括半导体驱动电路，该半导体驱动电路驱动或控制开关半导体(例如，绝缘栅极双极晶体管(IGBT)或其他功率晶体管)以输出用于马达455的控制信号。继而，逆变器电路450耦接到马达455。马达455与电流变送器480a和480b相关联。在一些示例性实施例中，马达455与三个电流变送器480a、480b和480c相关联。在其他示例性实施例中，马达455与电流变送器480a和480c或电流变送器480b和480c相关联。
在整个说明书中，电流变送器480a、480b和480c被称为电流变送器。然而，应当理解，电流变送器480a、480b和480c可以是另一类型的电流传感器。
例如，电流变送器480a和480b以及马达455耦接到马达控制器401，以提供反馈数据(例如，诸如相电流值ia和ib之类的电流反馈数据)、原始位置信号以及其他可能的反馈数据或信号。尽管在一些实施例中仅描述了两个电流变送器480a和480b，但是应当理解，驱动系统400可以实施三个电流变送器480a、480b和480c。
马达控制器401包括位置命令生成器420、位置调节器425、扭矩至电流转换器430、电流调节器435、转换器440、脉冲宽度生成模块445、转换器460和位置处理器470。
虽然位置命令生成器420、位置调节器425、扭矩至电流转换器430、电流调节器435、转换器440、脉冲宽度生成模块445、转换器460和位置处理器470被描述为执行功能，但是应当理解，诸如数字信号处理器或微控制器之类的数据处理器被特别编程以执行位置命令生成器420、位置调节器425、扭矩至电流转换器430、电流调节器435、转换器440、脉冲宽度生成模块445、转换器460和位置处理器470。例如，对数据处理器564进行特别编程，以执行位置命令生成器420、位置调节器425、扭矩至电流转换器430、电流调节器435、转换器440、脉冲宽度生成模块445、转换器460和位置处理器470，这将在图5中进行描述。
在至少一些示例性实施例中，执行马达控制器401、位置传感器475、逆变器电路450和DC总线490的功能的硬件可以在同一印刷电路板上。
在示例性实施例中，位置命令生成器420通过车辆数据总线320从RUC305接收目标值命令。例如，位置命令生成器420从RUC 305接收目标时间
Figure BDA0002728128520000191
目标位置
Figure BDA0002728128520000192
和目标速度
Figure BDA0002728128520000193
目标时间
Figure BDA0002728128520000194
表示马达的转子位置应处于目标
Figure BDA0002728128520000195
和目标速度
Figure BDA0002728128520000196
处的所需时间。目标速度
Figure BDA0002728128520000197
与行单元的车速相关。在来自RUC 305的至少一个消息中包括目标位置
Figure BDA0002728128520000198
和目标时间
Figure BDA0002728128520000199
提高了位置跟踪性能，而不会增加命令在网络上的通信速率。
然而，在一些示例性实施例中，RUC 305发送目标速度
Figure BDA00027281285200001910
而不是目标位置
Figure BDA00027281285200001911
或目标时间
Figure BDA00027281285200001912
基于目标时间
Figure BDA00027281285200001913
目标位置
Figure BDA00027281285200001914
和目标速度
Figure BDA00027281285200001915
位置命令生成器420确定马达的位置命令θ*和速度命令ω*。下面参照图6A至图6C更详细地描述位置命令θ*和速度命令ω*的生成。
目标时间
Figure BDA00027281285200001916
目标位置
Figure BDA00027281285200001917
和目标速度
Figure BDA00027281285200001918
速度命令ω*和位置命令θ*的生成也参照图6A至图6C在下面更详细地进行描述。
位置调节器425接收表示估计位置
Figure BDA00027281285200001919
与位置命令θ*之间的差的输入数据作为输入。
位置调节器425将接收到的输入数据转换成扭矩命令Tcmd。扭矩命令Tcmd可以以Nm为单位。位置调节器425确定速度误差(即，速度命令ω*与测量速度
Figure BDA00027281285200001920
之间的差)和位置误差(即，位置命令θ*与估计位置
Figure BDA00027281285200001921
之间的差)。位置调节器425包括比例积分微分(PID)控制器。PID使用位置误差、速度误差、PID的增益(例如，积分增益、比例增益和微分增益)和前馈扭矩值来生成扭矩命令Tcmd。
尽管在整个说明书中使用术语命令，但应理解，命令指的是目标值。
扭矩至电流转换器430可以被实现为硬件中的查找表和/或存储在存储器(例如，图5的数据存储装置560)中的查找表。使用扭矩命令Tcmd、DC总线电压VDC和马达455的测得的电动转子转速ωr，扭矩至电流转换器430使用MTPA(每安培最大扭矩)和/或MTPV(每伏最大扭矩)曲线来生成q-d轴电流命令
Figure BDA0002728128520000201
和
Figure BDA0002728128520000202
在马达的特性描述期间，在不同的速度点处使用多个电流命令，这会生成MTPA(每安培最大扭矩)和MTPV(每伏最大扭矩)曲线。通常，马达的特性描述是用于确定特定速度和VDC条件的d轴和q轴命令以及扭矩命令的过程。在多个扭矩命令和多个速度下重复该过程。可以使用任何已知的马达特性描述过程。IPM马达特性描述的示例在美国专利No.8,744,794中进行了描述，该美国专利的全部内容通过引用合并于本文中。
应当理解，
Figure BDA0002728128520000203
和
Figure BDA0002728128520000204
是用于马达455的定子的电流命令。
在其他示例性实施例中，扭矩至电流转换器430可以实现为将各自的扭矩命令与相应的直轴电流和正交轴电流相关联的一组方程式，或者将相应的扭矩命令与相应的直轴电流和正交轴电流相关联的一组规则(例如，如果-那么规则)。
如图4所示，q轴电流命令
Figure BDA0002728128520000205
输出到电流调节器435。
电流调节器435能够与脉冲宽度调制(PWM)生成模块445(例如，空间矢量PWM生成模块)通信。电流调节器435接收相应的d-q轴电流命令(例如，
Figure BDA0002728128520000206
和
Figure BDA0002728128520000207
)和测量的d-q轴定子电流(例如，isq和isd，其中s指定子)，并且生成和输出d-q轴电压命令
Figure BDA0002728128520000208
和
Figure BDA0002728128520000209
应当理解，电流调节器435可以使用诸如电流前馈补偿之类的任何已知方法来生成d-q轴电压命令(例如，
Figure BDA00027281285200002010
和
Figure BDA00027281285200002011
命令)。
转换器440接收d-q轴电压命令
Figure BDA00027281285200002012
和
Figure BDA00027281285200002013
并执行逆派克变换(inverse Parktransformation)以生成α-β轴电压命令
Figure BDA00027281285200002014
和
Figure BDA00027281285200002015
尽管使用α-β轴描述了至少一个示例性实施例，但是应当理解，可以使用d-q轴或控制矢量的三相表示来实现示例性实施例。
在示例性实施例中，例如，PWM生成模块445将α轴电压和β轴电压数据(电压命令
Figure BDA0002728128520000211
和
Figure BDA0002728128520000212
)从两相数据表示转换成三相表示(例如，诸如va*、vb*和vc*之类的三相电压表示)以用于控制马达455。PWM生成模块445的输出耦接到逆变器电路450。
逆变器电路450包括诸如开关半导体之类的功率电子设备，以生成、修改和控制施加到马达455的脉冲宽度调制信号或其他交流电信号(例如，脉冲、方波、正弦波或其他波形)。PWM生成模块445向逆变器电路450内的激励级提供输入。逆变器电路450的输出级提供用于控制马达455的脉冲宽度调制的电压波形或其他电压信号。在示例性实施例中，逆变器电路450由直流(dc)电压总线电压VDC供电。
电流变送器480a、480b分别测量施加到马达455的三相电流数据中的两个ia和ib。应当理解，另外的电流变送器也可以测量第三个相电流数据ic。
转换器460可以应用克拉克变换(Clarke transformation)或其他转换等式(例如，合适的且对于本领域普通技术人员是已知的某些转换等式)，以基于来自电流变送器480a、480b的电流数据ia和ib以及来自位置处理器470的估计转子位置
Figure BDA0002728128520000213
将测得的电流的三相表示转换为电流的两相表示。转换器460模块的输出(isq和isd)耦接到电流调节器435。
如图4所示，位置传感器475可以位于马达控制器401的外部。
更具体地，位置传感器475(例如，旋转变压器、编码器、速度传感器或另一位置传感器、速度传感器或算法)可以确定测得的转子位置θr。位置传感器475可以安装在马达455的转子上或与马达455的转子形成为一体。在示例性实施例中，位置传感器475可以耦接到模数转换器(未示出)，该模数转换器将模拟原始位置数据或速度数据分别转换为数字原始位置或速度数据。在其他示例性实施例中，传感器475(例如，数字位置编码器)可以为马达455的轴或转子提供原始位置数据或速度数据的数字数据输出。
在至少一个示例性实施例中，位置传感器475是具有产生A/B数字脉冲的索引的增量编码器。A/B是数字脉冲，转子每旋转一圈，该数字脉冲便提供方向和多个脉冲(每个脉冲类似512个脉冲)。每机械旋转一圈，索引线(Z)就会发出脉冲以提供绝对位置。
位置处理器470接收来自位置传感器475的输出，并生成估计的转子位置
Figure BDA0002728128520000221
和估计/测量的速度
Figure BDA0002728128520000222
位置处理器470考虑到感测延迟，将A/B/Z测量值转换为以弧度或度或其他工程单位表示的对应位置。
根据A和B中的上升边沿的顺序由位置处理器470确定马达中的旋转方向。例如，如果A的上升边沿跟随B的上升边沿，则这对应于顺时针旋转。同样，B的上升边沿在A的上升边沿之前表示顺时针旋转。
在至少一个示例性实施例中，位置处理器470可以通过将转子的估计位置
Figure BDA0002728128520000223
确定为如下方程式来确定估计/测量速度
Figure BDA0002728128520000224
Figure BDA0002728128520000225
其中CW边沿计数是顺时针方向的边沿计数，CCW边沿计数是逆时针方向的边沿计数，索引角度z是索引脉冲Z的测量值。
位置处理器470可以将估计/测量速度
Figure BDA0002728128520000226
确定为：
Figure BDA0002728128520000227
其中，
Figure BDA0002728128520000228
和
Figure BDA0002728128520000229
是通过估计值之间时间Δt的变化而依序(
Figure BDA00027281285200002210
在
Figure BDA00027281285200002211
之前)得出的两个位置估计值。
在一些示例性实施例中，可以使用无传感器位置估计器476代替位置传感器475。例如，无传感器位置估计器476可以使用来自变送器480a、480b和480c中的至少两个的输出来生成位置值。位置处理器470使用来自无传感器位置估计器476的位置值来生成转子的估计/测量速度
Figure BDA00027281285200002212
和估计位置
Figure BDA00027281285200002213
例如，无传感器位置估计器476可以是一种观察器。然而，示例性实施例不限于此。
在图5中，处理系统包括电子数据处理器564、数据总线562、数据存储装置560和一个或多个数据端口(568、570、572、574和576)。数据处理器564、数据存储装置560以及一个或多个数据端口耦接到数据总线562，以支持数据处理器564、数据存储装置560以及一个或多个数据端口之间或之中的数据通信。
在示例性实施例中，数据处理器564可以包括电子数据处理器、数字信号处理器、微处理器、微控制器、可编程逻辑阵列、逻辑电路、算术逻辑单元、专用集成电路、数字信号处理器、比例积分微分(PID)控制器或其他数据处理装置。
数据存储装置50可以包括用于存储数据的任何磁性、电子或光学设备。例如，数据存储装置560可以包括电子数据存储装置、电子存储器、非易失性电子随机存取存储器、一个或多个电子数据寄存器、数据锁存器、磁盘驱动、硬盘驱动、光盘驱动等。
此外，在一个示例性实施例中，数据存储装置560可以存储控制器403、脉冲宽度生成模块445、转换器460以及要用于由数据处理器564执行的位置处理器470。数据处理器564可以访问数据存储装置560，并通过数据总线562执行控制器403、脉冲宽度生成模块445、转换器460和位置处理器470。
如图5所示，数据端口包括第一数据端口568、第二数据端口570、第三数据端口572、第四数据端口574和第五数据端口576，尽管可以使用任何适当数量的数据端口。例如，每个数据端口可以包括收发器和缓冲存储器。在示例性实施例中，每个数据端口可以包括任何串行或并行的输入/输出端口。
在如图5所示的示例性实施例中，第一数据端口568耦接到车辆数据总线320。继而，车辆数据总线320耦接到RUC 305。在一种配置中，第二数据端口570可以耦接到逆变器电路450；第三数据端口572可以耦接到电压传感器485；第四数据端口574可以耦接到变送器480a、480b和480c；以及第五数据端口576可以耦接到位置传感器475。
图6A示出了根据至少一个示例性实施例的控制马达的方法。诸如马达控制器312或控制器316之类的马达控制器可以使系统执行图6A的方法。
在S600中，马达控制器可以从RUC控制器获得目标位置、目标时间和目标速度。目标位置、目标时间和目标速度可以是种子专用的，因为它们是针对单个种子的。例如，目标位置、目标时间和目标速度可以指单个种子的所需输送特性。
马达控制器可以从RUC控制器接收至少一个网络消息，例如CAN消息。至少一个网络消息可以是单个CAN消息或多个CAN消息。至少一个CAN消息指示目标位置、目标时间和目标速度。CAN消息的示例在图8A至图8B中示出。目标时间指示种子将从刷子离开的期望时间，并且目标位置是转子在目标时间时的目标位置。目标速度可以是马达在目标时间(例如，种子离开刷子的时间)时的目标速度。在一些示例性实施例中，选择目标马达速度以使种子相对于地面的净水平速度为零。
目标位置、目标时间和目标速度对于每个驱动器都是特定的。例如，刷子的目标位置是当下一个检测到的种子离开刷子时马达的目标位置。类似地，目标时间是种子将离开刷子时的预期时间，并且目标速度是下一个检测到的种子将离开刷子时的有刷马达80的目标速度。
RUC可以将目标位置、目标时间和目标速度发送到有刷马达80和排种器驱动马达60。第一马达(例如，有刷马达)的目标位置、目标时间和目标速度和第二马达(例如，排种器马达)的目标位置、目标时间和目标速度可以不同。例如，有刷马达的目标位置可以与排种器马达的目标位置不同。在一些示例性实施例中，排种器马达的目标位置、目标速度和目标时间分别跟踪有刷马达的目标位置、目标速度和目标时间。
在一些示例性实施例中，RUC基于对地速度确定有刷马达的目标速度。更具体地，RUC确定有刷马达的目标速度，使得当种子掉落时，与目标位置和目标速度相关联的速度(种子相对于地面的水平速率)为零或近似零。
在一些示例性实施例中，RUC基于下一个种子何时输送到地面、行单元何时将位于田间某个位置处的估计来确定目标时间。例如，目标时间的确定可以基于目标种子密度(播种密度)、对地速度、最后种子输送、种子模式、操作员命令、湿度条件和行单元路径的轮廓。在示例性实施例中，RUC可以通过确定到下一个种子输送的距离并将所确定的距离除以行单元的对地速度来确定目标时间。
在一些示例性实施例中，RUC可以基于所需的种子密度来确定目标位置。
在S610中，马达控制器基于目标位置、目标时间和目标速度来确定位置命令和速度命令。
在S610中，马达控制器基于目标位置、目标时间和目标速度选择第一操作模式或第二操作模式。马达控制器基于所选的操作模式确定位置命令和速度命令。
马达控制器可以根据位置调节器425的任务速率来选择操作模式。任务速率也可以被称为步进速率(step rate)或执行速率，并且基于马达控制器的时钟速率。也就是说，马达控制器可以在每次任务确定时选择操作模式。
当马达控制器选择第一操作模式时，马达控制器可以使用通过格兰姆方法确定的位置命令和速度命令。当马达控制器选择第二操作模式时，马达控制器可以基于开关式方法确定的位置命令和速度命令。
图6B示出了S610的示例性实施例。在示例性实施例中，在S612中，马达控制器使用格兰姆方法确定位置命令和速度命令。在S614中，马达控制器确定从S612确定的位置命令和确定的速度命令中的至少一者是否超过马达的物理极限(例如，超过马达的加速度极限、速度极限和/或扭矩极限)。如果从S612确定的位置命令和确定的速度命令等于或不超过马达的物理极限，则在S616中，马达控制器选择第一操作模式，并使用从格兰姆方法中确定的位置命令和速度命令。如果从S612确定的位置命令和确定的速度命令中的至少一者超过马达的物理极限，则在S618中马达控制器选择第二操作模式并使用开关式方法。
换句话说，如果格兰姆方法的结果是在马达物理极限内的位置/速度轮廓(例如，位置命令和速度命令)，则马达控制器使用通过使用格兰姆方法由马达控制器确定的位置命令和速度命令。
在格兰姆方法中，马达控制器可以计算在时间
Figure BDA0002728128520000251
经过
Figure BDA0002728128520000252
的最小控制动作
Figure BDA0002728128520000253
控制器可以将位置命令、速度命令确定为：
Figure BDA0002728128520000254
Figure BDA0002728128520000255
Figure BDA0002728128520000256
Figure BDA0002728128520000257
其中，目标
Figure BDA0002728128520000261
命令
Figure BDA0002728128520000262
并且由马达控制器确定，W是格兰姆矩阵，u*是用于构建随时间变化的位置命令θ*的所需位置轮廓的加速度，t0是与命令x0相关联的时间(即，由马达控制器确定并使用当前位置命令
Figure BDA0002728128520000263
和当前速度命令
Figure BDA0002728128520000264
的时间)，在该时间马达控制器确定新的位置命令和新的速度命令(然后可以更新命令
Figure BDA0002728128520000265
以反映新的位置命令和新的速度命令)。在示例性实施例中，
Figure BDA0002728128520000266
的初始值可以为零。
在一些示例性实施例中，时间t0和命令x0可以在执行xf的计算的控制器的每次迭代时被更新。通过在每次迭代(步骤)中更新时间t0和命令x0，因为它不会累积，所以减少误差。然而，示例性实施例不限于此。
在开关式方法中，马达控制器可以设置位置命令，以使马达在最大极限下加速和减速。
图6C示出了在S618中开关式方法的示例性实施例。在使用开关式方法的每个任务步骤中，在S618a中，假设当前速度命令ω*的最大加速度或最大减速度收敛到目标最终速度
Figure BDA0002728128520000267
则马达控制器在时间t确定最终位置θf。
在S618b中，马达控制器确定所确定的最终位置θf是否大于或等于目标最终位置
Figure BDA0002728128520000268
如果马达控制器确定所确定的最终位置θf大于或等于目标最终位置
Figure BDA0002728128520000269
则在S618c中马达控制器命令最大减速度。如果马达控制器确定所确定的最终位置θf小于目标最终位置
Figure BDA00027281285200002610
则在618d中马达控制器命令最大加速度。
返回参照图6A，在S620中，马达控制器使用所确定的速度命令和位置命令来控制马达。
在S630中，马达控制器确定是否已接收到新消息。在目标最终时间过去之后，马达控制器将保持最新的速度命令，因此马达在目标最终时间之后不会停止。如果尚未接收到来自RUC的新消息，则马达控制器进行到S610。如果已经接收到来自RUC的新消息，则马达控制器进行到S600。
尽管关于种子分散描述了图6A，但是应当理解示例性实施例不限于此。例如，图6中描述的马达控制可以用在虚拟变速箱和虚拟差速器中(例如，两个轮胎在同一时间具有相同的命令角度，但是没有物理耦接这样做)。
图7A示出了使用格兰姆方法的时序图，图7B示出了使用开关式方法的时序图，图7C示出了使用开关式方法和格兰姆方法的时序图。
如图7A所示，马达控制器从RUC接收目标速度
Figure BDA0002728128520000271
为21、目标位置
Figure BDA0002728128520000272
为52弧度且目标时间
Figure BDA0002728128520000273
为2s的至少一个消息。在接收到该至少一个消息后，马达控制器确定速度命令ω*和位置命令θ*。在每个任务步骤，马达控制器都会确定速度命令ω*和位置命令θ*。在图7A中，对速度命令ω*和位置命令θ*的每次确定都在马达的物理极限之内。因而，马达控制器使用格兰姆方法。
如图7B所示，马达控制器从RUC接收目标速度
Figure BDA0002728128520000274
为21弧度/s、目标位置
Figure BDA0002728128520000275
为52弧度且目标时间
Figure BDA0002728128520000276
为2s的至少一个消息。在接收到该至少一个消息后，马达控制器确定速度命令ω*和位置命令θ*。在每个任务步骤，马达控制器都会确定速度命令ω*和位置命令θ*。在图7B中，使用格兰姆方法对速度/位置轮廓(即，速度命令ω*和位置命令θ*)的每次确定都不在马达的物理极限之内。因而，马达控制器从接收该至少一个消息到目标时间使用了开关式方法。马达控制器使用从t0到t1的最大加速度和从t1到tf的最大减速度。在图7B所示的示例中，种子在
Figure BDA0002728128520000277
之后的tf掉落。
如图7C所示，马达控制器从RUC接收目标速度
Figure BDA0002728128520000278
为21弧度/s、目标位置
Figure BDA0002728128520000279
为52弧度且目标时间
Figure BDA00027281285200002710
为2s的至少一个消息。在接收到该至少一个消息后，马达控制器确定速度命令ω*和位置命令θ*。在每个任务步骤，马达控制器都会确定速度命令ω*和位置命令θ*。在图7C中，使用格兰姆方法对速度/位置轮廓(即，速度命令ω*和位置命令θ*)的每次确定直到时间t1为止都不在马达的物理极限之内。因而，马达控制器从接收该至少一个消息t0到时间t1使用开关式方法。在时间t1，格兰姆方法在马达的物理极限之内，控制器使用格兰姆方法来命令马达。马达控制器从t1到tf使用格兰姆方法。在图7C所示的示例中，种子在目标时间tf *(速度命令ω*和位置命令θ*分别等于目标速度和目标位置的时间)之后的tf掉落。
图8A示出了根据至少一个示例性实施例的用于向马达控制器发送目标速度
Figure BDA00027281285200002711
目标位置
Figure BDA00027281285200002712
和目标时间
Figure BDA00027281285200002713
的CAN消息800。
在示例性实施例中，消息格式符合国际电工技术委员会(IEC)61800。如图8所示，可以在对象ID的子索引1(例如，0x3823)中用信号发送目标时间
Figure BDA00027281285200002714
可以在对象的子索引2中用信号发送目标速度
Figure BDA00027281285200002715
并且可以在对象的子索引3中用信号发送目标位置
Figure BDA0002728128520000281
可以在对象的子索引4中用信号发送位置命令输入模式。如果位置命令输入模式的值为0，则马达控制器将识别出该消息不包含最终时间或最终位置。如果位置命令输入模式的值为1，则马达控制器将子索引3中的目标位置识别为目标位置
Figure BDA0002728128520000282
如果位置命令输入模式的值为1，则马达控制器将子索引3中的目标位置识别为目标位置
Figure BDA0002728128520000283
如果位置命令输入模式的值为2，则马达控制器会识别出子索引1是增量时间命令(dt*)而不是目标时间
Figure BDA0002728128520000284
并且子索引3是增量位置命令而不是目标位置
Figure BDA0002728128520000285
增量时间命令dt*可以是
Figure BDA0002728128520000286
其中t_canRX是马达控制器接收到CAN消息800的时间。增量位置命令可以是
Figure BDA0002728128520000287
其中Pos*_canRX是在接收到增量时间命令消息(例如，0x3823_1中)时位置参考计算算法中的命令值。
图8B示出根据至少一个示例性实施例的用于发送目标位置
Figure BDA0002728128520000288
和目标时间
Figure BDA0002728128520000289
的CAN消息的数据字段。可以在11位CAN ID消息帧中实现数据字段850。然而，示例性实施例不限于此。在一些示例性实施例中，可以在单独的CAN消息中发送目标速度
Figure BDA00027281285200002810
如图8B所示，可以将数据的第一个四个字节分配给目标位置
Figure BDA00027281285200002811
并且可以将第二个四个字节分配给目标位置
Figure BDA00027281285200002812
目标位置
Figure BDA00027281285200002813
可以在1μs的分辨率内，并且目标位置
Figure BDA00027281285200002814
可以在.1度的分辨率内。
图8B的CAN消息还可以包括依次布置的帧开始(SOF)字段855、CAN ID字段860、远程传输请求(RTR)字段865、控制字段870、循环冗余校验(CRC)字段875、确认(ACK)字段880和帧结束字段885，并且数据字段850位于控制字段870和CRC字段875之间。
图8C示出了根据至少一个示例性实施例的用于发送目标位置
Figure BDA00027281285200002815
和目标时间
Figure BDA00027281285200002816
的CAN消息。数据字段935可以在SAE J1939 CAN帧中实现。然而，示例性实施例不限于此。在一些示例性实施例中，可以在单独的CAN消息中发送目标速度
Figure BDA00027281285200002817
如图8C所示，可以将数据935a的第一个四个字节分配给目标位置
Figure BDA00027281285200002818
并且可以将第二个四个字节935b分配给目标位置
Figure BDA00027281285200002819
目标位置
Figure BDA00027281285200002820
可以在1μs的分辨率内，并且目标位置
Figure BDA00027281285200002821
可以在.1度的分辨率内。
图8C的CAN消息还可以包括依次布置的帧开始(SOF)字段900、11位CAN ID字段860、替代请求位(SRR)910、标识符扩展位(IDE)915、18位CAN ID 920、远程传输请求(RTR)字段925、控制字段930、循环冗余校验(CRC)字段940、确认(ACK)字段945和帧结束字段950，并且数据字段935在控制字段930和CRC字段940之间。
至少一个示例性实施例提供了一种存储指令的非暂时性计算机可读介质，该指令在由至少一个控制器执行时被配置为使系统：通过网络获得指示马达的转子的目标位置和与目标位置相关联的目标时间的至少一个消息，基于目标位置和目标时间确定位置命令和速度命令，并且基于位置命令和速度命令控制马达。
在至少一个示例性实施例中，非暂时性计算机可读介质存储指令，该指令在由至少一个控制器执行时被配置为使系统在至少一个消息中获得与目标时间和目标位置相关联的目标速度，并基于目标位置、目标时间和目标速度确定位置命令和速度命令。
在至少一个示例性实施例中，目标速度基于种植机行单元的速度。
在至少一个示例性实施例中，目标位置与被排出的种子相关联，并且是马达的转子的排出种子处的期望位置。
在至少一个示例性实施例中，非暂时性计算机可读介质存储指令，该指令在由至少一个控制器执行时被配置为使系统基于目标位置和目标时间选择第一操作模式或第二操作模式，并基于所选择的模式确定位置命令和速度命令。
在至少一个示例性实施例中，非暂时性计算机可读介质存储指令，该指令在由至少一个控制器执行时被配置为使系统在每个循环选择第一操作模式或第二操作模式。
在至少一个示例性实施例中，非暂时性计算机可读介质存储指令，该指令在由至少一个控制器执行时被配置为使系统在第一操作模式下基于格兰姆方法确定位置命令和速度命令。
在至少一个示例性实施例中，非暂时性计算机可读介质存储指令，该指令在由至少一个控制器执行时被配置为使系统将位置命令和速度命令确定为：
Figure BDA0002728128520000301
Figure BDA0002728128520000302
Figure BDA0002728128520000303
Figure BDA0002728128520000304
其中，目标
Figure BDA0002728128520000305
命令
Figure BDA0002728128520000306
Figure BDA0002728128520000307
是位置命令的实例，
Figure BDA0002728128520000308
是速度命令的实例，θ*是位置命令，ω*是速度命令，W是格兰姆矩阵，u*是随着时间的推移构建位置命令的加速度，并且tO是与命令xO相关的时间，系统在该时间执行位置命令的确定。
在至少一个示例性实施例中，非暂时性计算机可读介质存储指令，该指令在由至少一个控制器执行时被配置为使系统在第二操作模式下基于开关式方法来确定位置命令和速度命令。
在至少一个示例性实施例中，网络是控制器局域网(CAN)。
至少一个示例性实施例提供了一种系统，该系统包括马达、用于通过网络获得指示马达的转子的目标位置和与目标位置相关联的目标时间的至少一个消息的装置、用于基于目标位置和目标时间确定位置命令和速度命令的装置、以及用于基于位置命令和速度命令控制马达的装置。
在至少一个示例性实施例中，用于获得的装置被配置为在至少一个消息中获得与目标时间和目标位置相关联的目标速度，并且用于确定的装置被配置为基于目标位置、目标时间和目标速度来确定位置命令和速度命令。
在至少一个示例性实施例中，目标速度基于种植机行单元的速度。
在至少一个示例性实施例中，目标位置与被排出的种子相关联，并且是马达的转子的期望位置，在该位置种子被排出。
在至少一个示例性实施例中，该系统还包括用于基于目标位置和目标时间选择第一操作模式或第二操作模式的装置，用于确定的装置被配置为基于所选择的模式来确定位置命令和速度命令。
在至少一个示例性实施例中，用于选择的装置被配置为在每个循环选择第一操作模式或第二操作模式。
在至少一个示例性实施例中，用于确定的装置被配置为在第一操作模式下基于格兰姆方法确定位置命令和速度命令。
在至少一个示例性实施例中，用于确定的装置被配置为将位置命令和速度命令确定为：
Figure BDA0002728128520000311
Figure BDA0002728128520000312
Figure BDA0002728128520000313
Figure BDA0002728128520000314
其中，目标
Figure BDA0002728128520000315
命令
Figure BDA0002728128520000316
Figure BDA0002728128520000317
是位置命令的实例，
Figure BDA0002728128520000318
是速度命令的实例，θ*是位置命令，ω*是速度命令，W是格兰姆矩阵，u*是随着时间的推移构建位置命令的加速度，并且tO是与命令xO相关的时间，系统在该时间执行位置命令的确定。
在至少一个示例性实施例中，用于确定的装置被配置为在第二操作模式下基于开关式方法确定位置命令和速度命令。
在至少一个示例性实施例中，网络是控制器局域网(CAN)，并且至少一个控制器被配置为通过CAN总线获得至少一个消息。
在至少一个示例性实施例中，该系统还包括联接到马达的种子输送器。
在至少一个示例性实施例中，种子输送器是刷子。
在至少一个示例性实施例中，该系统还包括联接到马达的排种器。
由此描述了示例性实施例，显而易见的是示例性实施例可以以许多方式来改变。这种改变不应被认为脱离示例性实施例的精神和范围，并且对于本领域技术人员显而易见的所有的这种修改旨在被包括在权利要求的范围内。

Claims (23)

1.一种系统，包括：
马达；
存储器，所述存储器存储指令；以及
至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置为执行所述指令以使所述系统：
通过网络获得至少一个消息，所述至少一个消息指示所述马达的转子的目标位置和与所述目标位置相关联的目标时间，
基于所述目标位置和所述目标时间来确定位置命令和速度命令，并且
基于所述位置命令和所述速度命令来控制所述马达。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个控制器还被配置为执行所述指令以使所述系统：
在所述至少一个消息中获得目标速度，所述目标速度与所述目标时间和所述目标位置相关联，并且
基于所述目标位置、所述目标时间和所述目标速度来确定所述位置命令和所述速度命令。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述目标速度基于种植机行单元的速度。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述目标位置与被排出的种子相关联，并且所述目标位置是所述马达的所述转子的排出所述种子处的期望位置。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个控制器还被配置为执行所述指令以使所述系统：
基于所述目标位置和所述目标时间来选择第一操作模式或第二操作模式，并且
基于所选择的模式来确定所述位置命令和所述速度命令。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述至少一个控制器还被配置为执行所述指令以使所述系统：
在每个循环选择所述第一操作模式或所述第二操作模式。
7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述至少一个控制器还被配置为执行所述指令以使所述系统：
在所述第一操作模式下基于格兰姆方法确定所述位置命令和所述速度命令。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述至少一个控制器还被配置为执行所述指令以使所述系统将所述位置命令和所述速度命令确定为：
Figure FDA0002728128510000021
Figure FDA0002728128510000022
Figure FDA0002728128510000023
Figure FDA0002728128510000024
其中，目标
Figure FDA0002728128510000025
命令
Figure FDA0002728128510000026
Figure FDA0002728128510000027
是所述位置命令的实例，
Figure FDA0002728128510000028
是所述速度命令的实例，θ*是所述位置命令，ω*是所述速度命令，W是格兰姆矩阵，u*是随着时间的推移构建所述位置命令的加速度，并且to是与所述命令xo相关的时间，所述控制器在所述时间执行所述位置命令的确定。
9.根据权利要求5所述的系统，其中，所述至少一个控制器还被配置为执行所述指令以使所述系统：
在所述第二操作模式下基于开关式方法来确定所述位置命令和所述速度命令。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述网络是控制器局域网(CAN)，并且所述至少一个控制器被配置为通过CAN总线获得所述至少一个消息。
11.根据权利要求1所述的系统，还包括：
种子输送器，所述种子输送器联接到所述马达。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述种子输送器是刷子。
13.根据权利要求1所述的系统，还包括：
排种器，所述排种器联接到所述马达。
14.一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质存储指令，所述指令在由系统中的至少一个控制器执行时被配置为使所述系统：
通过网络获得至少一个消息，所述至少一个消息指示马达的转子的目标位置和与目标位置相关联的目标时间，
基于所述目标位置和所述目标时间来确定位置命令和速度命令，并且
基于所述位置命令和所述速度命令来控制所述马达。
15.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述非暂时性计算机可读介质存储所述指令，所述指令在由所述至少一个控制器执行时被配置为使所述系统：
在所述至少一个消息中获得目标速度，所述目标速度与所述目标时间和所述目标位置相关联，并且
基于所述目标位置、所述目标时间和所述目标速度来确定所述位置命令和所述速度命令。
16.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述目标速度基于种植机行单元的速度。
17.根据权利要求16所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述目标位置与被排出的种子相关联，并且是所述马达的所述转子的排出所述种子处的期望位置。
18.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述非暂时性计算机可读介质存储所述指令，所述指令在由所述至少一个控制器执行时被配置为使所述系统：
基于所述目标位置和所述目标时间选择第一操作模式或第二操作模式，并且
基于所选择的模式确定所述位置命令和所述速度命令。
19.根据权利要求18所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述非暂时性计算机可读介质存储所述指令，所述指令在由所述至少一个控制器执行时被配置为使所述系统：
在每个循环选择所述第一操作模式或所述第二操作模式。
20.根据权利要求18所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述非暂时性计算机可读介质存储所述指令，所述指令在由所述至少一个控制器执行时被配置为使所述系统：
在所述第一操作模式下基于格兰姆方法来确定所述位置命令和所述速度命令。
21.根据权利要求20所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述非暂时性计算机可读介质存储所述指令，所述指令在由所述至少一个控制器执行时被配置为使所述系统将所述位置命令和所述速度命令确定为：
Figure FDA0002728128510000041
Figure FDA0002728128510000042
Figure FDA0002728128510000043
Figure FDA0002728128510000044
其中，目标
Figure FDA0002728128510000045
命令
Figure FDA0002728128510000046
Figure FDA0002728128510000047
是所述位置命令的实例，
Figure FDA0002728128510000048
是所述速度命令的实例，θ*是所述位置命令，ω*是所述速度命令，W是格兰姆矩阵，u*是随着时间的推移构建所述位置命令的加速度，并且to是与所述命令xo相关的时间，所述系统在所述时间执行所述位置命令的确定。
22.根据权利要求18所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述非暂时性计算机可读介质存储所述指令，所述指令在由所述至少一个控制器执行时被配置为使所述系统：
在所述第二操作模式下基于开关式方法来确定所述位置命令和所述速度命令。
23.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述网络是控制器局域网(CAN)。
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