CN114459772B - 一种通用车模电调调制脉冲输入信号解耦方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通用车模电调调制脉冲输入信号解耦方法，属于通用车模技术领域，实现一种能够直接用于简单切换程序控制的解耦复合控制信息的方案；使用4条设定好的途径，实现了3个挡位的控制，将制动和倒车进行解耦。通过标准速度数据与PWM占空比L1、车模前进驱动力最大值三者对应匹配，在PWM占空比L1、车模前进驱动力最大值一定的情况下，根据实时速度数据来进行检验通用车模电调调制过程中最高前进车速控制是否正常。判断到通用车模电调调制过程中最高前进车速控制异常时，通过考虑实时路面平整度信息、实时风阻力信息对车速的影响进一步判断；避免因为环境因素引起误判。

Description

一种通用车模电调调制脉冲输入信号解耦方法
技术领域
本发明属于通用车模技术领域，具体涉及一种通用车模电调调制脉冲输入信号解耦方法。
背景技术
目前市面通用车模采用“两手法”的扳机控制方式，能够利用一路PWM信号同时控制，车模电调的前进、后退、制动三个动作。但是，制动只存在于前进方向，后退方向不带制动。“两手法”具体是指当油门PWM调制信号占空比处于5％到10％范围，电调处于前进状态；当PWM占空比处于12％到17％范围，处于后退状态；当PWM占空比处于10％到12％为中间状态。当然，不同的车模电调范围会有所不同，状态是一致的。当车模处于前进状态，PWM占空比处于后退状态，这时，电调会制动，当PWM占空比回到中间范围，电调制动就会解除，若此时，PWM占空比再进入后退状态，车模就会处于后退状态。也就是说，制动一旦解除，PWM占空比再一次处于后退，车模才会进入倒退状态。制动也只有一次动作，车模不一定会停车，反而会加速倒退。这种动作形式，在外部合成PWM的方式下，很难实现三个动作的解耦。
因此，现阶段需设计一种通用车模电调调制脉冲输入信号解耦方法，来解决以上问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种通用车模电调调制脉冲输入信号解耦方法，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，目前市面通用车模采用“两手法”的扳机控制方式，能够利用一路PWM信号同时控制，车模电调的前进、后退、制动三个动作。但是，制动只存在于前进方向，后退方向不带制动。“两手法”具体是指当油门PWM 调制信号占空比处于5％到10％范围，电调处于前进状态；当PWM占空比处于12％到 17％范围，处于后退状态；当PWM占空比处于10％到12％为中间状态。当然，不同的车模电调范围会有所不同，状态是一致的。当车模处于前进状态，PWM占空比处于后退状态，这时，电调会制动，当PWM占空比回到中间范围，电调制动就会解除，若此时，PWM占空比再进入后退状态，车模就会处于后退状态。也就是说，制动一旦解除，PWM占空比再一次处于后退，车模才会进入倒退状态。制动也只有一次动作，车模不一定会停车，反而会加速倒退。这种动作形式，在外部合成PWM的方式下，很难实现三个动作的解耦。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种通用车模电调调制脉冲输入信号解耦方法，包括以下步骤：
S1：测试通用车模电调对应的不同动作时，PWM占空比的界限值；
S2：在步骤S1的基础上，根据PWM占空比的界限值设定通用车模前进、中间、后退的PWM占空比范围；
S3：在步骤S2的基础上，根据通用车模前进、中间、后退、制动的PWM占空比范围，配合通用车模的挡位对通用车模前进、后退、制动的三种不同动作的完全解耦。
进一步的，步骤S1中，PWM占空比的界限值包括：
PWM占空比L0代表中间位置到前进的占空比界限；
PWM占空比L1代表前进最大驱动力对应的占空比界限；
PWM占空比L-0代表中间位置到后退的占空比界限；
PWM占空比L-1代表制动力起始占空比界限；
PWM占空比L-2代表最大制动力的占空比界限；
PWM占空比L-3代表后退最大驱动力对应的占空比界限。
进一步的，步骤S2中，通用车模前进、中间、后退、制动的PWM占空比范围如下：
前进范围：PWM占空比从L0到L1；
中间范围：PWM占空比从L-0到L0；
后退范围：PWM占空比从L-0到L-3；
制动范围：PWM占空比从L-1到L-2。
进一步的，步骤S3中，通用车模前进、后退、制动的三种不同动作的完全解耦如下：
P0前进控制途径，处于整个前进范围以内，由前进挡控制；
P1后退控制途径，处于整个后退范围以内，由倒挡控制；
P2制动控制途径，处于制动范围以内，由前进挡控制；
P3空挡控制途径，处于中间范围，由空挡控制。
进一步的，P0前进控制途径具体为：根据P0途径进行，PWM占空比运行于前进范围，从L0不断增大，车模车速对应不断增加，达到L1时，即为最大驱动力对应的占空比；从L1不断减小，车模车速对应不断下降，对应的驱动力降为零；
P1后退控制途径具体为：根据P1途径进行，占空比运行于后退范围，从L-0 回到L-3实现从最小的倒挡驱动力到最大的倒挡驱动力；
P2制动控制途径具体为：根据P2途径进行，占空比运行于制动范围，从L-1 到L-2之间，使得制动力从最小变为最大，进而将车模车速降为零；
P3空挡控制途径具体为：根据P3途径进行，占空比运行于中间范围，整个车模处于静止状态。
进一步的，其中，还包括最高车速控制：
当处于前进挡时，P0前进控制途径运行到L1，驱动力处于设定的最大值，当与外部阻力平衡，车速受到限制；
当处于倒挡时，P1后退控制途径运行到L-3，驱动力处于设定的最大值，当与外部阻力平衡，车速受到限制。
进一步的，当PWM占空比为L1时，启动一计时装置进行计时，所述计时装置的计时数据记为实时计时数据；
当所述实时计时数据达到设定的标准计时数据时，获取车模的实时速度数据，所述标准计时数据为：车模的前进驱动力达到设定的最大值开始，车模速度达到最大值所需要的时长；
判断所述实时速度数据与标准速度数据是否匹配，若是，则通用车模电调调制过程中最高前进车速控制正常，否则，通用车模电调调制过程中最高前进车速控制异常；其中，所述标准速度数据与PWM占空比L1、车模前进驱动力最大值三者对应匹配。
进一步的，当通用车模电调调制过程中最高前进车速控制异常时；进一步判断所述实时速度数据是否低于标准速度数据，若是，则
对车模行驶路面平整度进行检测，得到实时路面平整度信息；
对车模承受风阻力进行检测，得到实时风阻力信息；
判断所述实时路面平整度信息是否低于标准路面平整度信息，判断实时风阻力信息是否高于标准风阻力信息；
若所述实时路面平整度信息低于标准路面平整度信息，或判断实时风阻力信息高于标准风阻力信息；则解除通用车模电调调制过程中最高前进车速控制异常的判断。
进一步的，当PWM占空比为L-3时，启动一计时装置进行计时，所述计时装置的计时数据记为实时计时数据；
当所述实时计时数据达到设定的标准计时数据时，获取车模的实时速度数据，所述标准计时数据为：车模的后退驱动力达到设定的最大值开始，车模速度达到最大值所需要的时长；
判断所述实时速度数据与标准速度数据是否匹配，若是，则通用车模电调调制过程中最高后退车速控制正常，否则，通用车模电调调制过程中最高后退车速控制异常；其中，所述标准速度数据与PWM占空比L-3、车模后退驱动力最大值三者对应匹配。
进一步的，当通用车模电调调制过程中最高后退车速控制异常时；进一步判断所述实时速度数据是否低于标准速度数据，若是，则
对车模行驶路面平整度进行检测，得到实时路面平整度信息；
对车模承受风阻力进行检测，得到实时风阻力信息；
判断所述实时路面平整度信息是否低于标准路面平整度信息，判断实时风阻力信息是否高于标准风阻力信息；
若所述实时路面平整度信息低于标准路面平整度信息，或判断实时风阻力信息高于标准风阻力信息；则解除通用车模电调调制过程中最高后退车速控制异常的判断。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
本方案其中一个有益效果在于，实现一种能够直接用于简单切换程序控制的解耦复合控制信息的方案；使用4条设定好的途径，实现了3个挡位的控制，将制动和倒车进行解耦。通过标准速度数据与PWM占空比L1、车模前进驱动力最大值三者对应匹配，在PWM占空比L1、车模前进驱动力最大值一定的情况下，根据实时速度数据来进行检验通用车模电调调制过程中最高前进车速控制是否正常。判断到通用车模电调调制过程中最高前进车速控制异常时，通过考虑实时路面平整度信息、实时风阻力信息对车速的影响进一步判断；避免因为环境因素引起误判。
附图说明
图1为本申请实施例1的工作原理示意图。
图2为本申请实施例1的步骤流程示意图。
图3为本申请实施例2的通用车模电调调制过程中最高前进车速控制检验步骤流程示意图。
图4为本申请实施例2的通用车模电调调制过程中最高后退车速控制检验步骤流程示意图。
具体实施方式
下面结合本发明的附图1-4，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
实施例1：
如图1和图2所示，提出一种通用车模电调调制脉冲输入信号解耦方法，包括以下步骤：
S1：测试通用车模电调对应的不同动作时，PWM占空比的界限值；
S2：在步骤S1的基础上，根据PWM占空比的界限值设定通用车模前进、中间、后退的PWM占空比范围；
S3：在步骤S2的基础上，根据通用车模前进、中间、后退、制动的PWM占空比范围，配合通用车模的挡位对通用车模前进、后退、制动的三种不同动作的完全解耦。
进一步的，步骤S1中，PWM占空比的界限值包括：
PWM占空比L0代表中间位置到前进的占空比界限；
PWM占空比L1代表前进最大驱动力对应的占空比界限；
PWM占空比L-0代表中间位置到后退的占空比界限；
PWM占空比L-1代表制动力起始占空比界限；
PWM占空比L-2代表最大制动力的占空比界限；
PWM占空比L-3代表后退最大驱动力对应的占空比界限。
进一步的，步骤S2中，通用车模前进、中间、后退、制动的PWM占空比范围如下：
前进范围：PWM占空比从L0到L1；
中间范围：PWM占空比从L-0到L0；
后退范围：PWM占空比从L-0到L-3；
制动范围：PWM占空比从L-1到L-2。
进一步的，步骤S3中，通用车模前进、后退、制动的三种不同动作的完全解耦如下：
P0前进控制途径，处于整个前进范围以内，由前进挡控制；
P1后退控制途径，处于整个后退范围以内，由倒挡控制；
P2制动控制途径，处于制动范围以内，由前进挡控制；
P3空挡控制途径，处于中间范围，由空挡控制。
其中，途径代表的含义为，PWM占空比在对应的范围内运动，从起始界限开始，再回到起始界限；如图1所示的控制原理图。
进一步的，P0前进控制途径具体为：根据P0途径进行，PWM占空比运行于前进范围，从L0不断增大，车模车速对应不断增加，达到L1时，即为最大驱动力对应的占空比；从L1不断减小，车模车速对应不断下降，对应的驱动力降为零；
P1后退控制途径具体为：根据P1途径进行，占空比运行于后退范围，从L-0 回到L-3实现从最小的倒挡驱动力到最大的倒挡驱动力；
P2制动控制途径具体为：根据P2途径进行，占空比运行于制动范围，从L-1 到L-2之间，使得制动力从最小变为最大，进而将车模车速降为零；
P3空挡控制途径具体为：根据P3途径进行，占空比运行于中间范围，整个车模处于静止状态。
进一步的，其中，还包括最高车速控制：
当处于前进挡时，P0前进控制途径运行到L1，驱动力处于设定的最大值，当与外部阻力平衡，车速受到限制；
当处于倒挡时，P1后退控制途径运行到L-3，驱动力处于设定的最大值，当与外部阻力平衡，车速受到限制。
控制具体系统结构：
包括一台整车控制器、一台通用车模电调和驱动电机一套。
整车控制器主要包括外部接口提供的挡位、油门、制动信息和一个PWM合成器。挡位信息包括：前进、空挡、后退3个挡位。
当整车控制器收到挡位开关的挡位信号，和由外部接口传入的油门、制动信息，判断使用那段控制途径，从而控制车辆运行。
当整车控制器收到前进挡信息，这时，会根据油门和制动信息，采用P0途径或 P2途径。当为加速而非制动，这时，采用P0途径；当为制动信息，采用P2途径。
当收到倒挡信息，这时，选择P1途径。
当收到空挡信息，这时，选择P3途径。
整车控制器采用大疆robomaster开发板、车模电调及电机采用好盈MAX套件、遥控器及接收器为富斯FS-GT5。
遥控用于远距离遥控，接收器接入到整车控制器，其中，通道CH1为油门、CH2 为挡位。此2个通道接入到robomaster开发板的IO口，通过软件或硬件ICP功能，计算其对应的控制指令值，分别对应油门、挡位。油门取值范围对应-100到100，挡位对应前进挡、空挡、倒挡。robomaster板的PWM1通道对应车模电调控制PWM 合成器。这时，
控制指令与解耦方法中的界限对应关系如图1所示。
当控制指令为前进挡时，油门的指令范围可以为-X到100，其中-X到0为制动， 0到100为前进；当为倒挡时，油门的指令范围为-100到0；对应的5个PWM控制占空比界限如图1所示。
当接收器接收到遥控器的指令，在robomastor开发板中，通过软件转换为油门、挡位指令，通过如图1的对应关系，转化为PWM控制占空比，输出到电调，就可以按对应关系解耦。
实施例2：
如图3所示，在实施例1的基础上进一步的，当PWM占空比为L1时，启动一计时装置进行计时，所述计时装置的计时数据记为实时计时数据；
当所述实时计时数据达到设定的标准计时数据时，获取车模的实时速度数据，所述标准计时数据为：车模的前进驱动力达到设定的最大值开始，车模速度达到最大值所需要的时长；
判断所述实时速度数据与标准速度数据是否匹配，若是，则通用车模电调调制过程中最高前进车速控制正常，否则，通用车模电调调制过程中最高前进车速控制异常；其中，所述标准速度数据与PWM占空比L1、车模前进驱动力最大值三者对应匹配。
上述方案中，通过标准速度数据与PWM占空比L1、车模前进驱动力最大值三者对应匹配，在PWM占空比L1、车模前进驱动力最大值一定的情况下，根据实时速度数据来进行检验通用车模电调调制过程中最高前进车速控制是否正常。
进一步的，当通用车模电调调制过程中最高前进车速控制异常时；进一步判断所述实时速度数据是否低于标准速度数据，若是，则
对车模行驶路面平整度进行检测，得到实时路面平整度信息；
对车模承受风阻力进行检测，得到实时风阻力信息；
判断所述实时路面平整度信息是否低于标准路面平整度信息，判断实时风阻力信息是否高于标准风阻力信息；
若所述实时路面平整度信息低于标准路面平整度信息，或判断实时风阻力信息高于标准风阻力信息；则解除通用车模电调调制过程中最高前进车速控制异常的判断。
上述方案中，判断到通用车模电调调制过程中最高前进车速控制异常时，通过考虑实时路面平整度信息、实时风阻力信息对车速的影响进一步判断；避免因为环境因素引起误判。
如图4所示，进一步的，当PWM占空比为L-3时，启动一计时装置进行计时，所述计时装置的计时数据记为实时计时数据；
当所述实时计时数据达到设定的标准计时数据时，获取车模的实时速度数据，所述标准计时数据为：车模的后退驱动力达到设定的最大值开始，车模速度达到最大值所需要的时长；
判断所述实时速度数据与标准速度数据是否匹配，若是，则通用车模电调调制过程中最高后退车速控制正常，否则，通用车模电调调制过程中最高后退车速控制异常；其中，所述标准速度数据与PWM占空比L-3、车模后退驱动力最大值三者对应匹配。
上述方案中，通过标准速度数据与PWM占空比L-3、车模后退驱动力最大值三者对应匹配，在PWM占空比L-3、车模后退驱动力最大值一定的情况下，根据实时速度数据来进行检验通用车模电调调制过程中最高后退车速控制是否正常。
进一步的，当通用车模电调调制过程中最高后退车速控制异常时；进一步判断所述实时速度数据是否低于标准速度数据，若是，则
对车模行驶路面平整度进行检测，得到实时路面平整度信息；
对车模承受风阻力进行检测，得到实时风阻力信息；
判断所述实时路面平整度信息是否低于标准路面平整度信息，判断实时风阻力信息是否高于标准风阻力信息；
若所述实时路面平整度信息低于标准路面平整度信息，或判断实时风阻力信息高于标准风阻力信息；则解除通用车模电调调制过程中最高后退车速控制异常的判断。
上述方案中，判断到通用车模电调调制过程中最高后退车速控制异常时，通过考虑实时路面平整度信息、实时风阻力信息对车速的影响进一步判断；避免因为环境因素引起误判。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种通用车模电调调制脉冲输入信号解耦方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：测试通用车模电调对应的不同动作时，PWM占空比的界限值；
S2：在步骤S1的基础上，根据PWM占空比的界限值设定通用车模前进、中间、后退的PWM占空比范围；
S3：在步骤S2的基础上，根据通用车模前进、中间、后退、制动的PWM占空比范围，配合通用车模的挡位对通用车模前进、后退、制动的三种不同动作的完全解耦；
步骤S1中，PWM占空比的界限值包括：
PWM占空比L0代表中间位置到前进的占空比界限；
PWM占空比L1代表前进最大驱动力对应的占空比界限；
PWM占空比L-0代表中间位置到后退的占空比界限；
PWM占空比L-1代表制动力起始占空比界限；
PWM占空比L-2代表最大制动力的占空比界限；
PWM占空比L-3代表后退最大驱动力对应的占空比界限；
步骤S2中，通用车模前进、中间、后退、制动的PWM占空比范围如下：
前进范围：PWM占空比从L0到L1；
中间范围：PWM占空比从L-0到L0；
后退范围：PWM占空比从L-0到L-3；
制动范围：PWM占空比从L-1到L-2；
步骤S3中，通用车模前进、后退、制动的三种不同动作的完全解耦如下：
P0前进控制途径，处于整个前进范围以内，由前进挡控制；
P1后退控制途径，处于整个后退范围以内，由倒挡控制；
P2制动控制途径，处于制动范围以内，由前进挡控制；
P3空挡控制途径，处于中间范围，由空挡控制。
2.如权利要求1所述的一种通用车模电调调制脉冲输入信号解耦方法，其特征在于，P0前进控制途径具体为：根据P0途径进行，PWM占空比运行于前进范围，从L0不断增大，车模车速对应不断增加，达到L1时，即为最大驱动力对应的占空比；从L1不断减小，车模车速对应不断下降，对应的驱动力降为零；
P1后退控制途径具体为：根据P1途径进行，占空比运行于后退范围，从L-0回到L-3实现从最小的倒挡驱动力到最大的倒挡驱动力；
P2制动控制途径具体为：根据P2途径进行，占空比运行于制动范围，从L-1到L-2之间，使得制动力从最小变为最大，进而将车模车速降为零；
P3空挡控制途径具体为：根据P3途径进行，占空比运行于中间范围，整个车模处于静止状态。
3.如权利要求2所述的一种通用车模电调调制脉冲输入信号解耦方法，其特征在于，其中，还包括最高车速控制：
当处于前进挡时，P0前进控制途径运行到L1，驱动力处于设定的最大值，当与外部阻力平衡，车速受到限制；
当处于倒挡时，P1后退控制途径运行到L-3，驱动力处于设定的最大值，当与外部阻力平衡，车速受到限制。
4.如权利要求3所述的一种通用车模电调调制脉冲输入信号解耦方法，其特征在于，当PWM占空比为L1时，启动一计时装置进行计时，所述计时装置的计时数据记为实时计时数据；
当所述实时计时数据达到设定的标准计时数据时，获取车模的实时速度数据，所述标准计时数据为：车模的前进驱动力达到设定的最大值开始，车模速度达到最大值所需要的时长；
判断所述实时速度数据与标准速度数据是否匹配，若是，则通用车模电调调制过程中最高前进车速控制正常，否则，通用车模电调调制过程中最高前进车速控制异常；其中，所述标准速度数据与PWM占空比L1、车模前进驱动力最大值三者对应匹配。
5.如权利要求4所述的一种通用车模电调调制脉冲输入信号解耦方法，其特征在于，当通用车模电调调制过程中最高前进车速控制异常时；进一步判断所述实时速度数据是否低于标准速度数据，若是，则
对车模行驶路面平整度进行检测，得到实时路面平整度信息；
对车模承受风阻力进行检测，得到实时风阻力信息；
判断所述实时路面平整度信息是否低于标准路面平整度信息，判断实时风阻力信息是否高于标准风阻力信息；
若所述实时路面平整度信息低于标准路面平整度信息，或判断实时风阻力信息高于标准风阻力信息；则解除通用车模电调调制过程中最高前进车速控制异常的判断。
6.如权利要求3所述的一种通用车模电调调制脉冲输入信号解耦方法，其特征在于，当PWM占空比为L-3时，启动一计时装置进行计时，所述计时装置的计时数据记为实时计时数据；
当所述实时计时数据达到设定的标准计时数据时，获取车模的实时速度数据，所述标准计时数据为：车模的后退驱动力达到设定的最大值开始，车模速度达到最大值所需要的时长；
判断所述实时速度数据与标准速度数据是否匹配，若是，则通用车模电调调制过程中最高后退车速控制正常，否则，通用车模电调调制过程中最高后退车速控制异常；其中，所述标准速度数据与PWM占空比L-3、车模后退驱动力最大值三者对应匹配。
7.如权利要求6所述的一种通用车模电调调制脉冲输入信号解耦方法，其特征在于，当通用车模电调调制过程中最高后退车速控制异常时；进一步判断所述实时速度数据是否低于标准速度数据，若是，则
对车模行驶路面平整度进行检测，得到实时路面平整度信息；
对车模承受风阻力进行检测，得到实时风阻力信息；
判断所述实时路面平整度信息是否低于标准路面平整度信息，判断实时风阻力信息是否高于标准风阻力信息；
若所述实时路面平整度信息低于标准路面平整度信息，或判断实时风阻力信息高于标准风阻力信息；则解除通用车模电调调制过程中最高后退车速控制异常的判断。
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