CN114265305A - 一种作业机械控制方法、装置和作业机械 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种作业机械控制方法、装置和作业机械，该方法包括：获取操作组件的当前动作偏差和当前动作偏差变化率；基于所述当前动作偏差和所述当前动作偏差变化率，根据动作偏差以及动作偏差变化率与控制参数修正值的映射关系，获取控制组件的控制参数修正值，根据所述当前动作偏差和/或所述当前动作偏差变化率，以及所述控制组件的控制参数修正值，计算所述控制组件的控制参数；根据所述控制组件的控制参数，对所述操作组件进行控制。本发明能够实现作业机械中结构件的平稳工作。
Description
技术领域
本发明涉及机械控制技术领域，尤其涉及一种作业机械控制方法、装置和作业机械。
背景技术
随着作业机械部件技术不断朝着电气化和自动化方向的发展，作业机械中结构件的动作控制越来越倾向于采用控制器进行自动化控制。作业机械中的结构件主要由刚性结构体组成，其在执行相应动作的过程中，惯性大、质心位置变化快，因此，如何对控制器的参数进行设置以实现结构件平稳动作和安全控制是作业机械自动化的一个关键技术点。
传统作业机械中的控制器通常采用开环控制，即控制器通过恒定的参数控制结构件执行相应的动作。然而，由于作业机械在工作过程中，由于作业机械的作业环境的不稳定性，以及作业过程中作业需求的实时变化，导致作业机械的工况不断发生变化，因此，通过恒定的参数控制结构件执行相应动作必然造成结构件的动作存在较大的波动，影响结构件的工作稳定性，进而导致作业过程中存在较大的安全隐患，作业机械的操作体验不佳。
发明内容
本发明提供一种作业机械控制方法、装置和作业机械，用以解决现有技术中结构件动作波动较大的缺陷，实现作业机械中结构件的平稳工作。
本发明提供一种作业机械控制方法，包括：
获取操作组件的当前动作偏差和当前动作偏差变化率；
基于所述当前动作偏差和所述当前动作偏差变化率，根据动作偏差以及动作偏差变化率与控制参数修正值的映射关系，获取控制组件的控制参数修正值，根据所述当前动作偏差和/或所述当前动作偏差变化率，以及所述控制组件的控制参数修正值，计算所述控制组件的控制参数；
根据所述控制组件的控制参数，对所述操作组件进行控制。
根据本发明提供的一种作业机械控制方法，计算所述控制组件的控制参数之前，还包括：
根据动作偏差以及动作偏差变化率与控制参数修正值的映射关系，构建预设列表。
根据本发明提供的一种作业机械控制方法，基于所述当前动作偏差和所述当前动作偏差变化率，根据动作偏差以及动作偏差变化率与控制参数修正值的映射关系，获取控制组件的控制参数修正值，包括：
基于所述当前动作偏差和所述当前动作偏差变化率的大小，从所述预设列表中分别读取所述当前动作偏差和所述当前动作偏差变化率的隶属值；
根据所述动作偏差和所述动作偏差变化率的隶属值，从所述预设列表中读取所述控制组件的控制参数修正值；所述控制组件的控制参数修正值的数量为一个或多个。
根据本发明提供的一种作业机械控制方法，根据所述当前动作偏差和/或所述当前动作偏差变化率，以及所述控制组件的控制参数修正值，计算所述控制组件的控制参数，包括：
根据所述当前动作偏差和/或所述当前动作偏差变化率，获取所述控制参数修正值的隶属度；
根据所述控制参数修正值和所述控制参数修正值的隶属度，计算所述控制组件的控制参数。
根据本发明提供的一种作业机械控制方法，根据所述当前动作偏差和/或所述当前动作偏差变化率，获取所述控制参数修正值的隶属度，包括：
根据所述当前动作偏差和/或所述当前动作偏差变化率与对应的所述隶属值的大小关系，获取所述控制参数修正值的隶属度。
根据本发明提供的一种作业机械控制方法，根据所述控制参数修正值和所述控制参数修正值的隶属度，计算所述控制组件的控制参数，包括：
将各所述控制参数修正值与相应的所述控制参数修正值的隶属度的乘积进行求和；
计算求和结果与各所述控制参数修正值的隶属度之和的比值，得到所述控制组件的控制参数。
本发明还提供一种作业机械控制装置，包括：依次连接的数据获取模块、参数修正模块和控制组件；
所述数据获取模块用于获取操作组件的当前动作偏差和当前动作偏差变化率；
所述参数修正模块基于所述当前动作偏差和所述当前动作偏差变化率，根据动作偏差以及动作偏差变化率与控制参数修正值的映射关系，获取所述控制组件的控制参数修正值，根据所述当前动作偏差和/或所述当前动作偏差变化率，以及所述控制组件的控制参数修正值，计算所述控制组件的控制参数；
所述控制组件用于根据所述控制组件的控制参数，对所述操作组件进行控制。
本发明还提供一种作业机械，包括如上所述的作业机械控制装置。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述作业机械控制方法的步骤。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述作业机械控制方法的步骤。
本发明提供的作业机械控制方法、装置和作业机械，通过获取操作组件的当前动作偏差和当前动作偏差变化率，根据动作偏差以及动作偏差变化率与控制参数修正值的映射关系，获取控制组件的控制参数修正值，并根据当前动作偏差和/或当前动作偏差变化率，以及控制组件的控制参数修正值，计算控制组件的控制参数，根据控制组件的控制参数控制操作组件执行相应的动作，从而能够实时感知作业机械的工况变化，并根据作业机械的工况变化实时计算控制组件的控制参数，实现了对操作组件的闭环控制，能够有效减小操作组件的动作值与期望值的偏差，保证了操作组件动作的平稳性，从而降低了操作组件作业过程中的安全隐患，且提高了操作体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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是本发明提供的作业机械控制方法的流程示意图；
图2是现有技术中臂架动作过程中的关节角速度随时间变化的示意图；
图3是本发明提供的臂架运动角速度控制系统的结构示意图；
图4是本发明提供的作业机械控制装置的结构示意图；
图5是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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作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。
下面结合图1至图3描述本发明的作业机械控制方法。如图1所示，该方法包括：
步骤S100、获取操作组件的当前动作偏差和当前动作偏差变化率。
具体地，作业机械的操作组件指具备控制组件的部件，即可以在控制组件的控制作用下，自动执行相应的动作指令，例如机械臂等。
操作组件的当前动作偏差是指操作组件的当前动作值与期望值的差值，例如，获取操作组件的当前动作偏差包括：采集操作组件的当前动作值，并将当前动作值与期望值进行比较，将期望值与当前动作值的差值作为操作组件的当前动作偏差。
操作组件的当前动作偏差变化率是指操作组件当前时刻的动作偏差与前一时刻的动作偏差的差值基于时间的变化率，例如，获取操作组件的当前动作偏差变化率包括：计算当前时刻动作偏差与前一时刻动作偏差的差值，计算该差值与两个时刻的时间差的比值，得到当前动作偏差变化率。
由于作业机械的作业环境的不稳定性，以及作业过程中作业需求的实时变化，导致作业机械的工况不断发生变化，从而操作组件在控制组件的控制作用下，并无法保证其动作值能够满足实际需求，即当前时刻的动作值与期望值存在偏差，造成操作组件的动作波动较大，忽快忽慢，存在较大的安全隐患，且操作体验不佳。通过动作偏差以及动作偏差变化率，能够实时体现作业机械的工况的变化，因此，本发明通过实时获取操作组件的当前动作偏差和当前动作偏差变化率来进行控制组件的控制参数的修正。
步骤S200、基于当前动作偏差和当前动作偏差变化率，根据动作偏差以及动作偏差变化率与控制参数修正值的映射关系，获取控制组件的控制参数修正值，根据当前动作偏差和/或当前动作偏差变化率，以及控制组件的控制参数修正值，计算控制组件的控制参数。
具体地，基于获取到的当前动作偏差和当前动作偏差变化率，根据动作偏差以及动作偏差变化率与控制参数修正值的映射关系，获取控制组件的控制参数修正值，并根据当前动作偏差和/或当前动作偏差变化率，以及控制组件的控制参数修正值，计算控制组件的控制参数，从而能够实时感知作业机械的工况变化，并根据作业机械的工况变化对控制组件的控制参数进行实时调整，实现对操作组件的闭环控制，从而尽可能减小操作组件动作值与期望值的偏差，保证操作组件动作的平稳性。
步骤S300、根据控制组件的控制参数，对操作组件进行控制。
具体地，根据作业机械的实时工况计算控制组件的控制参数，能够使得控制组件的控制参数满足作业机械的当前工况，以实现操作组件的当前动作值与期望值的偏差尽可能减小；通过对控制组件的控制参数的实时调整，有效保证了操作组件动作的平稳性。
由此可见，本发明实施例通过获取操作组件的当前动作偏差和当前动作偏差变化率，根据动作偏差以及动作偏差变化率与控制参数修正值的映射关系，获取控制组件的控制参数修正值，并根据当前动作偏差和/或当前动作偏差变化率，以及控制组件的控制参数修正值，计算控制组件的控制参数，根据控制组件的控制参数控制操作组件执行相应的动作，从而能够实时感知作业机械的工况变化，并根据作业机械的工况变化实时计算控制组件的控制参数，实现了对操作组件的闭环控制，能够有效减小操作组件的动作值与期望值的偏差，保证了操作组件动作的平稳性，从而降低了操作组件作业过程中的安全隐患，且提高了操作体验。
基于上述实施例，计算控制组件的控制参数之前，还包括：
根据动作偏差以及动作偏差变化率与控制参数修正值的映射关系，构建预设列表。
具体地，为了能够根据作业机械的实时工况获取控制参数的修正值，需要事先根据动作偏差以及动作偏差变化率与控制参数修正值的映射关系，构建预设列表。列表的形式可以根据实际需求进行设定，例如，针对控制组件的每一个控制参数构建一个列表，每一个列表均为二维表，二维表的行和列分别对应当前动作偏差和当前动作偏差变化率，行和列的交叉点即为要查找的控制参数修正值。列表中的控制参数修正值根据动作偏差以及动作偏差变化率的大小进行设定，控制参数修正值的形式可以根据实际需求进行设定，例如，可以是根据经验设定的固定值。
由此可见，本发明实施例中，根据动作偏差以及动作偏差变化率与控制参数修正值的映射关系构建预设列表，通过事先构建好的预设列表，能够根据当前动作偏差和当前动作偏差变化率快速准确地获取到控制组件的控制参数修正值，实现控制参数的计算，控制参数计算过程操作简单，准确性高，为操作组件的平稳动作提供了技术基础。
基于上述任一实施例，基于当前动作偏差和当前动作偏差变化率，根据动作偏差以及动作偏差变化率与控制参数修正值的映射关系，获取控制组件的控制参数修正值，包括：
基于当前动作偏差和当前动作偏差变化率的大小，从预设列表中分别读取当前动作偏差和当前动作偏差变化率的隶属值；
根据动作偏差和动作偏差变化率的隶属值，从预设列表中读取控制组件的控制参数修正值；控制组件的控制参数修正值的数量为一个或多个。
具体地，在根据当前动作偏差和当前动作偏差变化率进行查表的过程中，将当前动作偏差和当前动作偏差变化率的大小分别与预设列表中的坐标值进行匹配，得到当前动作偏差和当前动作偏差变化率隶属值；隶属值即为当前动作偏差和当前动作偏差变化率与预设列表中的坐标值的匹配结果。
读取到当前动作偏差和当前动作偏差变化率的隶属值之后，根据该隶属值，从预设列表中读取控制组件的控制参数修正值。如果当前动作偏差、当前动作偏差变化率的大小均与列表中的坐标值大小相等，则根据列表的行和列的交叉点，得到一个固定的控制参数修正值；如果当前动作偏差、当前动作偏差变化率中的一个值的大小与列表中的坐标值大小相等，则得到两个控制参数修正值，即取值与列表中的坐标值大小不相等的情况下，查找出来的是由两个控制参数修正值组成的取值范围；由此可知，如果当前动作偏差、当前动作偏差变化率的大小与列表中的坐标值均不相等的情况下，得到四个控制参数修正值。
由此可见，本发明实施例中，根据当前动作偏差和当前动作偏差变化率进行二维表查表来获取控制参数修正值，操作极为简单，只需要进行取值大小的匹配即可，不需要进行额外的计算，查表速度快，准确性高，且在取值与列表中的坐标值大小不相等的情况下，可以获取由两个控制参数修正值组成的取值范围，不存在查表失败的情况，保证了控制参数修正值获取的有效性。
基于上述任一实施例，根据当前动作偏差和/或当前动作偏差变化率，以及控制组件的控制参数修正值，计算控制组件的控制参数，包括：
根据当前动作偏差和/或当前动作偏差变化率，获取控制参数修正值的隶属度；
根据控制参数修正值和控制参数修正值的隶属度，计算控制组件的控制参数。
具体地，查表过程中，得到的是一个固定的控制参数修正值，或每个方向上由两个控制参数修正值组成的一个取值范围；在得到的是一个固定的控制参数修正值的情况下，该控制参数修正值的隶属度即为1，在当前动作偏差和/或当前动作偏差变化率对应两个控制参数修正值的情况下，根据当前动作偏差和/或当前动作偏差变化率，分别求取各控制参数修正值的隶属度，根据控制参数修正值和其对应的隶属度大小计算控制组件的控制参数。
由此可见，本发明实施例中，通过求解控制参数修正值的隶属度，并根据控制参数修正值的大小和其对应的隶属度计算控制组件的控制参数，一方面能够极大降低预设列表的存储量，进而降低查表所需要的时间开销，另一方面，能够有效保证控制参数计算结果的准确性。
基于上述任一实施例，根据当前动作偏差和/或当前动作偏差变化率，获取控制参数修正值的隶属度，包括：
根据当前动作偏差和/或当前动作偏差变化率与对应的隶属值的大小关系，获取控制参数修正值的隶属度。
具体地，由于无法保证当前动作偏差和当前动作偏差变化率与列表中的坐标值完全相同，因此，根据当前动作偏差和/或当前动作偏差变化率与匹配到的隶属值的大小关系来确定各控制参数修正值的隶属度，即根据当前动作偏差和/或当前动作偏差变化率与匹配到的隶属值的差值来确定相应控制参数修正值的隶属度，差值越大，其对应的控制参数修正值的隶属度越小，差值越小，其对应的控制参数修正值的隶属度越大。
由此可见，本发明实施例中，通过当前动作偏差和/或当前动作偏差变化率与对应的隶属值的大小关系来确定相应控制参数修正值的隶属度，计算过程极为简单，降低了计算开销，提高了计算效率，且有效保证了隶属度计算的准确性。
基于上述任一实施例，根据控制参数修正值和控制参数修正值的隶属度，计算控制组件的控制参数，包括：
将各控制参数修正值与相应的控制参数修正值的隶属度的乘积进行求和；
计算求和结果与各控制参数修正值的隶属度之和的比值，得到控制组件的控制参数。
具体地，得到控制参数修正值以及各控制参数修正值对应的隶属度之后，根据隶属度对各控制参数修正值求取均值，求得的该均值即为修正后的控制参数，即本发明中修正后的控制参数与修正前的控制参数没有关系，只需要根据当前工况获取一个全新的控制参数。
控制组件的控制参数的计算过程如式(1)所示：
式中，P为控制组件的控制参数，Ri表示控制组件的第i个控制参数修正值，Ki表示控制组件的第i个控制参数修正值的隶属度，n为控制组件的控制参数修正值的数量，n∈{1,2,4}。
由此可见，本发明实施例中，根据获取到的控制参数修正值和各控制参数修正值的隶属度，通过简单的求均值计算即可得到控制组件的控制参数，不需要繁琐的计算，使得控制组件能够根据作业机械的工况变化迅速响应，保证操作组件动作的平稳性。同时，本发明控制组件的控制参数不需要在当前控制参数的基础上进行修正，而是根据当前工况获取一个新的控制参数，因此，控制参数的修正过程不需要一个精确的数学模型，且对整个控制系统的变化不敏感，鲁棒性好，抗干扰能力强。
以下以混凝土泵车的臂架运动角速度控制为例说明本发明的实施过程。臂架系统是混凝土泵车的重要组成部分，臂架结构件主要是由刚性结构体组成，臂架在展开和收缩过程中惯性大、质心位置变化快，因此臂架展收速度控制研究是实现臂架平稳动作和安全控制的一个关键技术点。目前，混凝土泵车臂架动作多采用开环控制，即控制组件输出恒定的电流通过多路阀驱动臂架油缸动作，从而使臂架关节转动。臂架动作过程中关节角速度不恒定且存在较大波动，如图2所示，因此，臂架动作忽快忽慢，存在安全隐患，且操作体验不佳。
为解决该技术问题，本发明实施例中混凝土泵车的臂架运动角速度控制系统的结构示意图如图3所示，包括适配器320、倾角传感器330、滤波器340、模糊控制器350、PID控制器360、多路阀370和臂架油缸380。
对臂架运动角速度进行控制的具体过程包括：
S410、读取混凝土泵车操作手柄310的开度信号，并通过适配器320进行信号处理得到臂架的期望角速度ω1；其中，操作手柄310的开度对应不同的关节角速度。
S420、通过倾角传感器330采集臂架的实时角速度，通过滤波器340对实时角速度进行滤波处理，得到臂架的实际角速度ω2，通过期望角速度和实际角速度的差值，得到臂架的当前动作偏差E＝ω1-ω2。
S430、将当前时刻的动作偏差E与前一采样时刻得到的动作偏差进行比较，得到臂架的当前动作偏差变化率EC＝dE/dt。
S440、根据操作组件的动作偏差以及动作偏差变化率与控制参数修正值的映射关系构建预设列表。其中，PID控制器360的控制参数包括比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd。对Kp、Ki和Kd分别构建一个列表。
比例系数Kp对应的列表的构建过程如下：
在PID控制器360中，Kp值的选取决定于系统的响应速度。增大Kp能提高响应速度，减小稳态偏差；但是，Kp值过大会产生较大的超调，甚至使系统不稳定，减小Kp值可以减小超调，提高稳定性，但Kp过小会减慢响应速度，延长调节时间。因此，调节初期应适当取较大的Kp值以提高响应速度，而在调节中期，Kp则取较小值，以使系统具有较小的超调并保证一定的响应速度；而在调节过程后期再将Kp值调到较大值来减小静差，提高控制精度。本发明实施例中Kp对应的列表如表1所示。
表1
积分系数Ki对应的列表的构建过程如下：
在PID控制器360中，积分控制主要是用来消除系统的稳态偏差。由于某些原因(如饱和非线性等)，积分过程有可能在调节过程的初期产生积分饱和，从而引起调节过程的较大超调。因此，在调节过程的初期，为防止积分饱和，其积分作用应当弱一些，甚至可以取零；而在调节中期，为了避免影响稳定性，其积分作用应该比较适中；最后在过程的后期，则应增强积分作用，以减小调节静差。本发明实施例中Ki对应的列表如表2所示。
表2
微分系数Kd对应的列表的构建过程如下：
在PID控制器360中，微分环节的调整主要是针对大惯性过程引入的，微分环节系数的作用在于改变系统的动态特性。系统的微分环节系数能反映信号变化的趋势，并能在偏差信号变化太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快响应速度，减少调整时间，消除振荡，最终改变系统的动态性能。因此，Kd值的选取对调节动态特性影响很大。Kd值过大，调节过程制动就会超前，致使调节时间过长；Kd值过小，调节过程制动就会落后，从而导致超调增加。因此，在调节初期，应加大微分作用，这样可得到较小甚至避免超调；而在中期，由于调节特性对Kd值的变化比较敏感，因此，Kd值应适当小一些并应保持固定不变；然后在调节后期，Kd值应减小，以减小被控过程的制动作用，进而补偿在调节过程初期由于Kd值较大所造成的调节过程的时间延长。本发明实施例中Kd对应的列表如表3所示。
表3
其中，针对表1、表2和表3中的值，N表示负向，P表示正向，ZO表示零，B表示大，M表示中等，S表示小。其代表的具体数值可以根据实际情况进行设定。
S450、将计算得到的当前动作偏差E和当前动作偏差变化率EC输入到模糊控制器350中，根据预设列表得到修正后的比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd。具体包括：
首先，根据当前动作偏差E和当前动作偏差变化率EC从预设列表中查找相应的控制参数修正值。例如，对于比例系数Kp，如果EC处于PS和PM之间，E处于NS和ZO之间，即EC的隶属值为PS和PM，E的隶属值为NS和ZO，则得到的控制参数修正值为ZO、NS、NS、NM；
其次，基于查找到的控制参数修正值计算各控制参数修正值的隶属度；例如，EC处于PS和PM之间，E处于NS和ZO之间，则控制参数修正值ZO、NS1(预设列表中NS行对应的NS)、NS2(预设列表中ZO行对应的NS)、NM的隶属度的计算分别如式(2)-式(5)所示：
式中，KZO、KNS1、KNS2、KNM分别为控制参数修正值ZO、NS1、NS2、NM的隶属度。另外，控制参数修正值ZO、NS1、NS2、NM的隶属度也可以根据E与相应隶属值的差值进行计算；或同时根据E和EC与相应隶属值的差值进行隶属度的计算。
再次，根据各控制参数修正值和各控制参数修正值对应的隶属度，计算修正后的比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd。例如，修正后的比例系数Kp的计算如式(6)所示：
S460、将修正后的比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd输入到PID控制器360中，得到PID控制器360的输出值。
S470、通过PID控制器360的输出值控制多路阀370的阀门张开角度，根据多路阀370的阀门张开角度提供压力油驱动臂架油缸380动作，从而带动臂架运动，以此来控制臂架运动角速度。
下面对本发明提供的作业机械控制装置进行描述，下文描述的作业机械控制装置与上文描述的作业机械控制方法可相互对应参照。
如图4所示，本发明提供的作业机械控制装置包括：依次连接的数据获取模块410、参数修正模块420和控制组件430；
数据获取模块410用于获取操作组件的当前动作偏差和当前动作偏差变化率；
参数修正模块420基于当前动作偏差和当前动作偏差变化率，根据动作偏差以及动作偏差变化率与控制参数修正值的映射关系，获取控制组件的控制参数修正值，根据当前动作偏差和/或当前动作偏差变化率，以及控制组件的控制参数修正值，计算控制组件的控制参数；
控制组件430用于根据控制组件的控制参数，对操作组件进行控制。
基于上述任一实施例，还包括列表构建单元，用于在计算控制组件的控制参数之前，根据动作偏差以及动作偏差变化率与控制参数修正值的映射关系，构建预设列表。
基于上述任一实施例，参数修正模块420包括修正值获取模块，修正值获取模块基于当前动作偏差和当前动作偏差变化率的大小，从预设列表中分别读取当前动作偏差和当前动作偏差变化率的隶属值；并根据动作偏差和动作偏差变化率的隶属值，从预设列表中读取控制组件的控制参数修正值；控制组件的控制参数修正值的数量为一个或多个。
基于上述任一实施例，参数修正模块420还包括修正子模块，修正子模块包括：
第一计算模块，用于根据当前动作偏差和/或当前动作偏差变化率，获取控制参数修正值的隶属度；
第二计算模块，用于根据控制参数修正值和控制参数修正值的隶属度，计算控制组件的控制参数。
基于上述任一实施例，第一计算模块用于根据当前动作偏差和/或当前动作偏差变化率与对应的隶属值的大小关系，获取控制参数修正值的隶属度。
基于上述任一实施例，第二计算模块根据控制参数修正值和控制参数修正值的隶属度，计算控制组件的控制参数，包括：
将各控制参数修正值与相应的控制参数修正值的隶属度的乘积进行求和；
计算求和结果与各控制参数修正值的隶属度之和的比值，得到控制组件的控制参数。
基于上述任一实施例，本发明提供一种作业机械，包括：如上任一实施例所述的作业机械控制装置。
具体地，本发明实施例通过获取操作组件的当前动作偏差和当前动作偏差变化率，根据动作偏差以及动作偏差变化率与控制参数修正值的映射关系，获取控制组件的控制参数修正值，并根据当前动作偏差和/或当前动作偏差变化率，以及控制组件的控制参数修正值，计算控制组件的控制参数，根据控制组件的控制参数控制操作组件执行相应的动作，从而能够实时感知作业机械的工况变化，并根据作业机械的工况变化实时计算控制组件的控制参数，实现了对操作组件的闭环控制，能够有效减小操作组件的动作值与期望值的偏差，保证了操作组件动作的平稳性，从而降低了操作组件作业过程中的安全隐患，且提高了操作体验。
图5示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)510、通信接口(Communications Interface)520、存储器(memory)530和通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令，以执行作业机械控制方法，该方法包括：获取操作组件的当前动作偏差和当前动作偏差变化率；
基于当前动作偏差和当前动作偏差变化率，根据动作偏差以及动作偏差变化率与控制参数修正值的映射关系，获取控制组件的控制参数修正值，根据当前动作偏差和/或当前动作偏差变化率，以及控制组件的控制参数修正值，计算控制组件的控制参数；
根据控制组件的控制参数，对操作组件进行控制。
此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的作业机械控制方法，该方法包括：获取操作组件的当前动作偏差和当前动作偏差变化率；
基于当前动作偏差和当前动作偏差变化率，根据动作偏差以及动作偏差变化率与控制参数修正值的映射关系，获取控制组件的控制参数修正值，根据当前动作偏差和/或当前动作偏差变化率，以及控制组件的控制参数修正值，计算控制组件的控制参数；
根据控制组件的控制参数，对操作组件进行控制。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的作业机械控制方法，该方法包括：获取操作组件的当前动作偏差和当前动作偏差变化率；
基于当前动作偏差和当前动作偏差变化率，根据动作偏差以及动作偏差变化率与控制参数修正值的映射关系，获取控制组件的控制参数修正值，根据当前动作偏差和/或当前动作偏差变化率，以及控制组件的控制参数修正值，计算控制组件的控制参数；
根据控制组件的控制参数，对操作组件进行控制。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种作业机械控制方法，其特征在于，包括：
获取操作组件的当前动作偏差和当前动作偏差变化率；
基于所述当前动作偏差和所述当前动作偏差变化率，根据动作偏差以及动作偏差变化率与控制参数修正值的映射关系，获取控制组件的控制参数修正值，根据所述当前动作偏差和/或所述当前动作偏差变化率，以及所述控制组件的控制参数修正值，计算所述控制组件的控制参数；
根据所述控制组件的控制参数，对所述操作组件进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种作业机械控制方法，其特征在于，计算所述控制组件的控制参数之前，还包括：
根据动作偏差以及动作偏差变化率与控制参数修正值的映射关系，构建预设列表。
3.根据权利要求2所述的一种作业机械控制方法，其特征在于，基于所述当前动作偏差和所述当前动作偏差变化率，根据动作偏差以及动作偏差变化率与控制参数修正值的映射关系，获取控制组件的控制参数修正值，包括：
基于所述当前动作偏差和所述当前动作偏差变化率的大小，从所述预设列表中分别读取所述当前动作偏差和所述当前动作偏差变化率的隶属值；
根据所述动作偏差和所述动作偏差变化率的隶属值，从所述预设列表中读取所述控制组件的控制参数修正值；所述控制组件的控制参数修正值的数量为一个或多个。
4.根据权利要求3所述的一种作业机械控制方法，其特征在于，根据所述当前动作偏差和/或所述当前动作偏差变化率，以及所述控制组件的控制参数修正值，计算所述控制组件的控制参数，包括：
根据所述当前动作偏差和/或所述当前动作偏差变化率，获取所述控制参数修正值的隶属度；
根据所述控制参数修正值和所述控制参数修正值的隶属度，计算所述控制组件的控制参数。
5.根据权利要求4所述的一种作业机械控制方法，其特征在于，根据所述当前动作偏差和/或所述当前动作偏差变化率，获取所述控制参数修正值的隶属度，包括：
根据所述当前动作偏差和/或所述当前动作偏差变化率与对应的所述隶属值的大小关系，获取所述控制参数修正值的隶属度。
6.根据权利要求4所述的一种作业机械控制方法，其特征在于，根据所述控制参数修正值和所述控制参数修正值的隶属度，计算所述控制组件的控制参数，包括：
将各所述控制参数修正值与相应的所述控制参数修正值的隶属度的乘积进行求和；
计算求和结果与各所述控制参数修正值的隶属度之和的比值，得到所述控制组件的控制参数。
7.一种作业机械控制装置，其特征在于，包括：依次连接的数据获取模块、参数修正模块和控制组件；
所述数据获取模块用于获取操作组件的当前动作偏差和当前动作偏差变化率；
所述参数修正模块基于所述当前动作偏差和所述当前动作偏差变化率，根据动作偏差以及动作偏差变化率与控制参数修正值的映射关系，获取所述控制组件的控制参数修正值，根据所述当前动作偏差和/或所述当前动作偏差变化率，以及所述控制组件的控制参数修正值，计算所述控制组件的控制参数；
所述控制组件用于根据所述控制组件的控制参数，对所述操作组件进行控制。
8.一种作业机械，其特征在于，包括：如权利要求7所述的作业机械控制装置。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述作业机械控制方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述作业机械控制方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111444438.5A CN114265305A (zh) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | 一种作业机械控制方法、装置和作业机械 |
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| CN202111444438.5A CN114265305A (zh) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | 一种作业机械控制方法、装置和作业机械 |
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|---|---|
| CN114265305A true CN114265305A (zh) | 2022-04-01 |
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| CN202111444438.5A Pending CN114265305A (zh) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | 一种作业机械控制方法、装置和作业机械 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115755616A (zh) * | 2022-11-30 | 2023-03-07 | 广州成至智能机器科技有限公司 | 无人机云台控制方法、装置、设备及存储介质 |
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| CN112162481A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-01-01 | 重庆阿泰可科技股份有限公司 | 基于模糊pid的控制方法、装置和plc控制系统 |
-
2021
- 2021-11-30 CN CN202111444438.5A patent/CN114265305A/zh active Pending
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