CN117411374B - 一种电机控制方法、系统、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电机控制方法、系统、装置及电子设备，涉及自动化控制技术领域。该电机控制方法应用于指定控制器，所述指定控制器与电机连接，所述指定控制器包括滑模PID控制器，该方法包括：获取所述电机的速度信息和预设控制增益，其中，所述速度信息包括目标速度和当前速度；基于所述目标速度、所述当前速度、所述预设控制增益和预设的滑模PID控制公式，得到所述电机的第一电流增量；基于所述第一电流增量，得到控制信号，其中，所述控制信号用于控制所述电机运动。本申请通过滑模PID控制器控制电机运动，能够有效提高电机的控制精度和稳定性。

Description

一种电机控制方法、系统、装置及电子设备

技术领域

本申请涉及自动化控制技术领域，具体而言，涉及一种电机控制方法、系统、装置及电子设备。

背景技术

近年来，用于精密控制的电机广泛应用于机器人技术、自动化设备、印刷设备、医疗设备及高精密定位系统等领域。用于精密控制的电机的控制系统由以下部分组成：上位机、传感器、控制器、算法和逻辑控制。通常一套电机控制系统控制流程为：上位机发送相关命令给电机内的控制器，控制器根据搭载的传感器所采集的值与算法运算出结果，该结果用以改变电机状态以达到目标要求。

相关技术中的用于精密控制的电机的驱控方法，需要复杂的控制算法和硬件要求，及较高的计算和处理能力的控制单元，可能会因为电机参数变化和电机失步，影响电机的控制精度和稳定性。

发明内容

为了提高电机的控制精度和稳定性，本申请提供一种电机控制方法、系统、装置及电子设备。

第一方面，本申请实施例提供一种电机控制方法，应用于指定控制器，所述指定控制器与电机连接，所述指定控制器包括滑模PID控制器，该方法包括：获取所述电机的速度信息和预设控制增益，其中，所述速度信息包括目标速度和当前速度；基于所述目标速度、所述当前速度、所述预设控制增益和预设的滑模PID控制公式，得到所述电机的第一电流增量；基于所述第一电流增量，得到控制信号，其中，所述控制信号用于控制所述电机运动。

在上述实现方式中，基于电机的目标速度、当前速度、滑模面的预设控制增益和预设的滑模PID控制公式，得到所述电机的第一电流增量，基于第一电流增量，控制电机运动。本申请实施例中使用滑模PID控制器时，需要同时考虑电机的预设控制增益、电机的当前速度以及目标速度3个变量，其中滑模PID控制器滑模面的预设控制增益的变化与电机的目标速度和当前速度的变化相关，该方案改进了相关技术中电机控制方法因参数变化、扰动和系统非线性等因素操作造成速度和转矩控制不精准的问题，能够有效提高对电机的控制的精度和稳定性。

可选的，所述指定控制器还与上位机和编码器连接，所述编码器用于获取所述电机的当前速度；获取所述电机的速度信息，包括：从上位机处获取所述电机的目标速度；从所述编码器中获取所述电机的当前速度。

在上述实现方式中，从上位机获取电机的目标速度，以便于能够更方便的设定电机的目标速度，以及更直观地获取电机的目标速度；从编码器中获取电机的当前速度，可以通过选取精度高、稳定性高的编码器，从而使得编码器能够获取到电机更精准的当前速度，进而提高对电机控制的精度。

可选的，所述基于所述目标速度、所述当前速度、所述预设控制增益和所述预设的滑模PID控制公式，得到所述电机的第一电流增量，包括：获取所述目标速度与所述当前速度的差值；基于所述差值、所述预设控制增益和所述预设的滑模PID控制公式，得到所述电机的第一电流增量。

在上述实现方式中，基于分别从上位机和编码器中获取电机的目标速度和当前速度，得到电机的速度差值。通过计算目标速度和当前速度的差值来计算电机的电流增量，通过获取精准的目标速度和当前速度，以获得更精准的速度差值，进而提高电机的控制精度。

可选的，所述预设的滑模PID控制公式包括：用于获取滑模变量的第一公式、用于获取第二电流增量的第二公式和用于获取所述第一电流增量的第三公式；基于所述差值、所述预设控制增益和所述预设的滑模PID控制公式得到所述电机的第一电流增量，包括：根据所述差值和所述第一公式，得到滑模控制的滑模变量；根据所述滑模变量、所述预设控制增益和所述第二公式，得到所述第二电流增量；根据所述差值、所述第二电流增量以及所述第三公式，得到所述第一电流增量。

在上述实现方式中，通过用于获取滑模变量的第一公式、用于获取第二电流增量的第二公式和用于获取第一电流增量的第三公式，得到电机的第一电流增量，需要同时考虑电机的当前速度和目标速度的差值和预设控制增益，以提高电机控制的精度。

可选的，所述第一公式包括：，式中，α为所述滑模PID控制器的积分增益参数、e(t)为t时刻的所述当前速度与所述目标速度的差值、/>为所述滑模变量、/>为所述滑模控制的执行频率的倒数。

在上述实现方式中，电机的当前速度、目标速度为变化的值，其对应的速度差值也随之变化，滑模PID控制器的执行频率为预先设定好的定值。通过对目标速度与当前速度的差值进行积分，能够有效消除静态误差，使得计算出的滑模变量更加精确。

可选的，所述第二公式包括： ，式中，λ为滑模面的预设控制增益、s(t)为所述滑模变量、/>为所述第二电流增量、/>为滑模面的符号函数。

在上述实现方式中，基于电机的滑模变量、滑模面的预设控制增益和第二公式，得到电机的第二电流增量。本申请实施例中，预先根据实验经验设置合适的电机预设控制增益，电机的预设控制增益随着电机目标速度和当前速度的差值的变化而变化。在一定范围内，电机的预设控制增益的变化需确保第二电流增量能够在有限时间内收敛，能够有效限制电机第二电流增量的输出范围，以能够更容易地得到电机的第二电流增量。

可选的，所述第三公式包括：，式中，/>为所述第一电流增量、Kp 为比例增益参数、Ki 为积分增益参数、Kd 为微分增益参数、e(t)为t时刻的所述当前速度与所述目标速度的差值、/>为所述第二电流增量、/>为所述滑模PID控制器的执行频率的倒数。

在上述实现方式中，基于电机的目标速度与当前速度的差值与第二电流增量，得到电机的第一电流增量。本申请实施例中通过将PID控制与滑模控制结合，得到滑模PID控制。根据电机速度差值的大小、对速度差值的积分值以及速度差值的变化率来调整滑模PID控制器的输出信号，即第一电流增量，能够有效消除静态误差、提高响应速度和稳定性。

可选的，该方法还包括：获取所述电机的实时电流和实时温度；若所述实时电流高于电流阈值和/或所述实时温度高于温度阈值时，控制所述电机停止运行。

在上述实现方式中，在电机的控制过程中，实时采集电机的实时电流和实时温度，根据电机的实时温度、实时电流、阈值温度和阈值电流的状态，控制电机的工作状态。当电机处于工作时，若电机负载过高时，可能会导致当电机的电流过高，或温度过高时，若不能及时获取电机的实时电流和实时温度，会导致不能及时调整电机的工作状态，导致电机损坏。而本申请实施方式能够实时获取电机的实时电流和实时温度，及时调整电机的工作状态，从而避免电机损坏。

第二方面，本申请实施例还提供一种电机控制系统，包括：上位机，用于发送电机的目标速度；编码器，用于获取电机的当前速度；指定控制器，与所述上位机、编码器连接，所述指定控制器用于获取所述电机的预设控制增益，基于所述目标速度、所述当前速度、所述预设控制增益和预设的滑模PID控制公式，得到所述电机的第一电流增量；基于所述第一电流增量，得到控制信号，其中，所述控制信号用于控制所述电机运动。

第三方面，本申请实施例还提供一种电机控制装置，包括：获取模块，用于获取所述电机的速度信息和预设控制增益，其中，所述速度信息包括目标速度和当前速度；处理模块，用于基于所述目标速度、所述当前速度、所述预设控制增益和预设的滑模PID控制公式，得到所述电机的第一电流增量；基于所述第一电流增量，得到控制信号；控制模块，用于根据控制信号控制所述电机运动。

第四方面，本申请实施例还提供一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器运行时执行如第一方面实施方式所述的控制方法。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种电机的控制方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的一种电机的控制方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的一种电机的控制系统的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种电机的控制装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

如图1所示，本申请实施例提供一种应用于指定控制器的电机控制方法，其中，指定控制器与电机连接，该指定控制器包括滑模PID控制器，指定控制器主要用于基于滑模PID控制器控制电机运动。该方法包括步骤：S100-S300。

S100：获取电机的速度信息和预设控制增益，其中，速度信息包括目标速度和当前速度。

作为一种可选的实现方式，指定控制器还与上位机和编码器连接，编码器用于获取电机的当前速度；获取电机的速度信息的实现过程可以是：从上位机处获取电机的目标速度，从编码器中获取电机的当前速度。

一种实施方式下，当电机处于速度模式下时，可以直接从相关存储设备中获取电机的当前速度和目标速度。在该种实施方式下，从编码器获取电机的当前速度，从上位机中获取电机的目标速度，并将所获取到的电机的当前速度和目标速度存储至存储设备中。从编码器中直接获取电机的当前速度，从上位机中直接获取电机的目标速度。

可选地，电机中可以包括多个编码器，编码器可以为速度编码器、位置编码器等。可选地，编码器可以为磁性旋转编码器、光电式旋转编码器、绝对式旋转编码器等编码器。

可选地，上位机存储预先设定好的电机的目标速度、目标位置等信息。本申请实施例中通过上位机下发通讯帧至滑模PID控制器，其中，通讯帧中包括电机的型号、控制模式、控制参数等。控制模式可以为但不限于速度模式、位置模式。控制参数可以为但不限于电机的当前速度、当前位置、目标速度、目标位置等。其中，通讯帧中还包括校验位，滑模PID控制器接收上位机下发的通讯帧，并通过对通讯帧校验与上位机下发的检验位核对，若核对成功，则该通讯帧有效，对电机进行控制。

一种实施方式下，当电机处于位置模式下时，通过编码器获取电机的初始速度、目标速度、目标位置和当前位置。基于电机的当前位置和目标位置，确定电机的当前速度。具体地，当获取到的电机的当前位置与目标位置不一致时，对应调整电机的速度，以使得电机能够运动到目标位置处，从而获得电机的当前速度。可选地，根据电机的执行频率，预测电机下个时间点的位置，根据所预测的位置与目标位置的差值，以及所设的加速度和减速度，动态调节电机速度。若所预测的位置与目标位置的差值大，且检测到电机速度未达到规划速度时，按预设的加速度将电机的速度增加至指定速度；若所预测的位置与目标位置的差值大，且电机的速度达到规划速度，则此时的电机速度为电机的当前速度；若电机所预测的位置与目标位置的差值小，且电机的速度未到达指定速度，则根据减速度去减慢电机速度，直至电机运动至目标位置处，测量此时电机的速度，即为当前速度。上述所涉及的时间标量可以根据指定控制器的控制频率来计算。示例性的，若通过编码器检测到电机在0.02s时的速度为200r/min，通过上位机获得电机的目标速度为260r/min，在指定控制器的频率为50%时，电机的速度（200r/min）未达到目标速度（260r/min）时，以预先设定的加速度对电机进行加速，并实时读取编码器的读数（即电机在每个时间点的速度）。并基于指定控制器的执行频率，读取预测的电机的位置，基于预测的电机位置以及目标位置，获取电机的当前速度。以所读取的预测位置处的速度与电机的初始速度的差值，以该速度差值计算电机的第一电流增量。可选的，t为执行频率的倒数，即为离散时间。示例性地，若指定控制器的执行频率为1/50时，即时间周期T为0.02s。当电机处于位置模式下时，基于指定控制器的控制频率，以一定的时间周期读取电机的速度。根据在时间周期内所读取的电机的速度与电机的目标速度的差值，计算电机的第一电流增量。

可选地，电机的当前位置表示在检测时刻电机所在的位置，目标位置表示预先设定好的电机所需要运动到的位置。电机的当前速度表示在检测时刻电机的速度，目标速度表示预先设定好的电机运动时所需要的速度。

可选地，电机的速度信息还包括加速度、减速度、最大速度等，当检测到电机速度未达到目标速度时，需要对电机的速度进行补偿，即增加或减小电机的速度，以使得电机的速度达到目标速度。其中，对电机进行速度补偿时，不能超过电机的最大速度，防止电机速度过大，影响电机的控制精度。

作为一种可选地实现方式，预先根据实验目的、实验需要等设计需求设计滑模PID控制器的滑模面的预设控制增益。可选地，在控制电机运动过程中，滑模PID控制器的滑模面的预设控制增益会发生在一定范围内的改变，基于电机目标速度和当前速度的差值的变化，预设控制增益发生改变。预设控制增益在一定范围内发生改变能够使得第二电流增量收敛，进而能够限制电机的电压矢量，以使得算法更加简单。

S200：基于电机的目标速度、当前速度、预设控制增益和预设的滑模PID控制公式，得到电机的第一电流增量。

一种实施方式下，电机处于速度模式下时，获取电机的目标速度和当前速度，计算电机当前速度与目标速度的差值，并基于该差值、预设控制增益，执行滑模PID控制，得到电机的第一电流增量。

一种实施方式下，电机处于位置模式时，获取电机的目标位置、初始速度和当前位置，根据实时读取的电机的当前位置，预测电机在下个时间节点的位置，根据电机的目标位置与所预测位置的差值调整电机的速度，直至电机运动至目标位置时，读取此时的电机的速度，即为电机的当前速度，计算电机的当前速度与目标速度的差值，并将该差值带入滑模PID控制函数中，控制执行滑模PID控制，得到电机的第一电流增量。

作为一种可选的实现方式，基于目标速度、当前速度、预设控制增益和预设的滑模PID控制公式，得到电机的第一电流增量的实现过程可以是：获取目标速度与当前速度的差值；基于差值、预设控制增益和预设的滑模PID控制公式，得到电机的第一电流增量。

可选地，电机的当前速度的获取方式参照上述的当前速度获取方式，计算电机的目标速度与当前速度的差值，并基于该差值、预设控制增益以及预设的滑模PID控制公式，得到电机的第一电流增量。

作为一种可选的实现方式，预设的滑模PID控制公式包括：用于获取滑模变量的第一公式、用于获取第二电流增量的第二公式和用于获取第一电流增量的第三公式；基于上述差值、预设控制增益和预设的滑模PID控制公式得到电机的第一电流增量的实现过程是：根据差值、预设控制增益和第一公式，得到滑模控制的滑模变量；根据滑模变量、预设控制增益和第二公式，得到第二电流增量；根据差值、第二电流增量和第三公式得到第一电流增量。

本申请实施例中通过用于获取滑模变量的第一公式、用于获取第二电流增量的第二公式和用于获取第一电流增量的第三公式，得到电机的第一电流增量，需要同时考虑电机的当前速度和目标速度的差值、预设控制增益，以提高电机控制的精度。

可选地，第一公式包括：

，式中，α为滑模PID控制器的积分增益参数、e(t)为t时刻的当前速度与目标速度的差值、/>为滑模变量、/>为指定控制器的执行频率的倒数。

可选地，第二公式包括：

，式中，λ为滑模面的预设控制增益、s(t)为滑模变量、为第二电流增量、/>为滑模面的符号函数。

可选地，第三公式包括：

，式中，/>为第一电流增量、Kp 为比例增益参数、Ki 为积分增益参数、Kd 为微分增益参数、e(t)为t时刻的当前速度与目标速度的差值、/>为第二电流增量、t为指定控制器的执行频率的倒数。

可选地，本申请实施例中通过将PID控制算法与滑模控制算法结合，得到滑模PID控制算法。基于电机的滑模变量、滑模面的预设控制增益和第二公式，得到电机的第二电流增量。可选地，可以根据本申请对电机控制系统的需求和设计对滑模控制的各个参数进行优化。根据实验经验设置合适的电机滑模面的预设控制增益，该实施方式能够有效限制电机电压矢量的输出范围，进而有效提高电机控制的精度和稳定性。

可选地，在电机运行过程中，也需要根据一定频率实时读取电机的当前位置和当前速度，以对电机执行滑模PID控制来提高电机的稳定性和精度，并减少电机受到负载变化和电机失步等影响。可选地，指定控制器的执行频率会影响电机的控制性能，尤其在电机处于高速运动和高精度控制时，较高的指定控制器的执行频率可以提供更快的控制响应速度，使得指定控制器能够快速地调整输出，以适应扰动和位置、速度等参考值的变化。但是，过高的执行频率可能会增加指定控制器的计算负荷和延迟，特别是在计算复杂的控制算法时，因此，在选择指定控制器的执行频率时，需要综合考虑指定控制器的实时性和电机控制要求，选择合适的指定控制器的执行频率。

S300：基于第一电流增量，得到控制信号，其中，控制信号用于控制电机运动。

一种实施方式下，在得到第一电流增量后，可以基于第一电流增量与预设的电流增量与控制信号的对应关系，获得第一电流增量对应的控制信号。其中，不同的第一电流增量对应的控制信号不同。在该种方式下，需要事先设置多种不同电流增量与控制信号的对应关系，以便于后续基于对应关系找到对应的控制信号。

一种实施方式下，在得到第一电流增量后，可以是将第一电流增量分别转换为电压矢量和空间矢量，再基于电压矢量和空间矢量，得到控制信号。可以基于第一电流增量与预设的电流增量与电压矢量的对应关系，获得第一电流增量所对应的电压矢量。其中，不同的第一电流增量对应的电压矢量不同。可以基于指定算法将第一电流增量转换为空间矢量，例如，指定算法可以为SVPWM算法。在该种实施方式下，通过将电压矢量与空间矢量进行比较，确定空间矢量所在的区域。计算空间矢量与电压矢量的差值，并计算该差值与电机控制时间的比例，得到电机各个相的PWM占空比，生成PWM信号，控制电机运动。其中，占空比决定了PWM信号的高电平持续时间，PWM信号的占空比决定了电机的输出转矩大小，较高的更新频率可以提供更精确的转矩控制，尤其是在低速运动和需要较高精度的应用中。但是，过高的更新频率可能会增加PWM驱动器的计算负荷和开关损耗，因此，在选择定时器占空比更新频率时，需要考虑控制精度和系统功耗的平衡，选择合适的更新频率。

本申请实施方式中，基于电机的第一电流增量，对电机进行滑模PID控制，并利用SVPWM算法将该第一电流增量转换为空间矢量，利用查表法将第一电流增量转换为电压矢量，基于电压矢量与空间矢量，控制电机运动。本申请实施例在控制电机运动的过程中使用滑模PID控制算法和SVPWM算法，不需要复杂的算法逻辑，同时也能够有效提高电机控制的精度和稳定性。

作为一种可选的实现方式，该方法还包括：获取电机的实时电流和实时温度，若电机的实时电流高于电流阈值和/或实时温度高于温度阈值时，控制电机停止运行。

可选的，在电机工作过程中，实时读取电机的当前电流和当前温度，并根据电机的阈值电流和阈值温度，控制电机的工作状态。若实时读取到电机的当前电流高于阈值电流时，控制电机停止工作，关闭电机。若实时读取到的电机的当前温度高于阈值温度时，控制电机停止工作，关闭电机。若实时读取到电机的当前温度和当前电流均高于对应的阈值时，关闭电机。本申请实施方式，通过设定实时监测电机的电流和温度的系统，避免检测不及时，导致电机在温度过高或电流过大时依然工作，出现电机损坏的情况，起到保护电机的作用，进而提升用户的使用体验。

综上所述，如图2所示，为了方便更好地理解本申请实施例提供的电机控制方法，下面以图2中的实施方式为例进行说明。

启动电机，控制电机处于运行状态。

可选地，在电机处于运行状态时，检测电机的实时电流和实时温度，判断电机的实时电流是否高于阈值电流，以及电机的实时温度是否高于阈值温度。若检测到电机的实时温度高于阈值温度、当前电流高于阈值电流，或是当前温度高于阈值温度且当前电流高于阈值电流时，控制电机停止运行，关闭电机。若检测到电机的实时温度低于阈值温度且实时电流低于阈值电流时，控制电机运行。

当检测到电机的实时温度低于阈值温度且实时电流低于阈值电流，电机处于运行状态时，通过编码器实时读取电机的当前速度。可选地，可以直接从编码器中获取电机的当前速度（即编码器地读数）。可以通过编码器获取电机的当前位置，并根据从上位机接收到的电机的目标位置，得到电机的当前速度。

一种实施方式下，在速度模式下，可以直接通过速度编码器读取电机的当前速度，且通过上位机直接获取电机的目标速度。基于电机的当前速度与目标速度的差值，控制执行滑模PID控制，即对电机进行滑模PID控制，得到电机的第一电流增量。

一种实施方式下，在位置模式下，从上位机读取电机的目标速度以及目标位置，当前位置。基于指定控制器的执行频率，通过编码器实时读取电机的速度。根据编码器的读数判断电机的速度是否到达目标速度，以一定周期内所检测到的电机的速度与电机的初始速度的差值，并根据电机在指定周期内的速度差值，得到电机的第一电流增量。

可选地，在获取电机的第一电流增量后，将电机的第一电流增量换算为电压矢量，并执行SVPWM算法，将电机的电流增量转换为空间矢量。通过计算该电压矢量和该空间矢量与时间的比例，生成PWM信号，控制电机运动。本申请实施例中，采用滑模PID控制器对电机进行控制，能够使得电机在面对系统参数变化、扰动和非线性等情况下，仍然能够保持较好的控制性能。同时，在控制电机运动过程中，采用SVPWM调制技术，使得在低速和低负载情况下实现对电机更高精度的控制，减小电机振荡、噪音和能量损耗。

如图3所示，本申请实施例还提供一种电机的控制系统100，包括：上位机11、编码器12、指定控制器13。

上位机11，用于发送电机的目标速度。

编码器12，用于获取电机的当前速度。

指定控制器13，与上位机11、编码器12连接，指定控制器13用于获取电机的滑模面的预设控制增益，基于目标速度、当前速度、预设控制增益和预设的滑模PID控制公式，得到电机的第一电流增量。基于该第一电流增量，得到控制信号。其中，控制信号用于控制电机运动。

本申请实施例提供的一种电机的控制系统100，包括：上位机11、编码器12以及指定控制器13。如图3所示，上位机11与编码器12连接，编码器12与指定控制器13连接。上位机12用于检测电机的速度信息和位置信息，并根据所检测到的电机的速度信息和位置信息，计算出电机的当前速度与目标速度的差值。编码器12用于将上位机11计算到的电机的当前速度与目标速度的差值传递至指定控制器13。指定控制器13基于该差值，控制执行滑模PID控制，通过预设的滑模PID控制公式计算出电机的第一电流增量。将第一电流增量转换为电压矢量，并控制执行SVPWM算法将第一电流增量转换为空间矢量，基于上述的电压矢量与空间矢量，得到控制信号，根据该控制信号控制电机运动。

可选地，指定控制器13，具体用于获取目标速度与当前速度的差值；基于差值、预设控制增益和预设的滑模PID控制公式，得到电机的第一电流增量。

其中，预设的滑模PID控制公式包括：用于获取滑模变量的第一公式、用于获取第二电流增量的第二公式和用于获取第一电流增量的第三公式；指定控制器13，具体用于：根据差值和第一公式，得到滑模控制的滑模变量；根据滑模变量、预设控制增益和第二公式，得到第二电流增量；根据差值、第二电流增量和第三公式，得到第一电流增量。

指定控制器13，用于基于第一电流增量，得到控制信号，其中，该控制信号用于控制电机运动。可选地，指定控制器13还用于获取电机的实时电流和实时温度；若电机的实时电流高于电流阈值和/或实时温度高于温度阈值时，则控制电机停止运行。

上述实施例为本申请系统实施例的一部分，系统实施例未详尽描述的内容参考前述方法实施例中的描述。

如图4所示，本申请实施例还提供一种电机控制装置200，包括：获取模块21、处理模块22以及控制模块23。

获取模块21，用于获取电机的速度信息和滑模面的预设控制增益，其中，速度信息包括目标速度和当前速度。

处理模块22，用于基于电机的目标速度、当前速度、预设控制增益和预设的滑模PID控制公式，得到电机的第一电流增量。基于该第一电流增量，得到控制信号。

控制模块23，用于根据控制信号控制电机运动。

可选地，获取模块21用于从上位机处获取电机的目标速度。从编码器中获取电机的当前速度。

可选地，处理模块22用于获取目标速度与当前速度的差值；基于差值、预设控制增益和预设的滑模PID控制公式，得到电机的第一电流增量。

可选地，预设的滑模PID控制公式包括：用于获取滑模变量的第一公式、用于获取第二电流增量的第二公式和用于获取第一电流增量的第三公式。处理模块22具体用于根据电机的当前速度与目标速度的差值和第一公式，得到滑模控制的滑模变量；根据滑模变量、预设控制增益和第二公式，得到第二电流增量；根据电机的当前速度与目标速度的差值、第二电流增量和第三公式，得到第一电流增量。

可选地，控制模块23用于基于第一电流增量，得到控制信号，其中，该控制信号用于控制电机运动。

可选地，控制模块23还用于获取电机的实时电流和实时温度；若电机的实时电流高于电流阈值和/或实时温度高于温度阈值时，控制电机停止运行。

上述实施例为本申请装置实施例的一部分，装置实施例未详尽描述的内容参考前述方法实施例中的描述。

本申请实施例还提供一种电子设备，包括：存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该计算机程序在该处理器运行时执行如前述的控制方法。

可选地，电子设备可以为如手机、平板、电脑、游戏机、车载设备等包含存储器和处理器的电子产品。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电机控制方法，其特征在于，应用于指定控制器，所述指定控制器与电机连接，所述指定控制器包括滑模PID控制器，包括：

获取所述电机的速度信息和预设控制增益，其中，所述速度信息包括目标速度和当前速度；

基于所述目标速度、所述当前速度、所述预设控制增益和预设的滑模PID控制公式，得到所述电机的第一电流增量；

基于所述第一电流增量，得到控制信号，其中，所述控制信号用于控制所述电机运动；

其中，所述预设的滑模PID控制公式包括：用于获取滑模变量的第一公式、用于获取第二电流增量的第二公式和用于获取所述第一电流增量的第三公式；所述基于所述目标速度、所述当前速度、所述预设控制增益和所述预设的滑模PID控制公式，得到所述电机的第一电流增量，包括：

获取所述目标速度与所述当前速度的差值；

根据所述差值和所述第一公式，得到滑模控制的滑模变量；

根据所述滑模变量、所述预设控制增益和所述第二公式，得到所述第二电流增量；

根据所述差值、所述第二电流增量和所述第三公式，得到所述第一电流增量；

其中，所述第一公式包括：

，式中，α为所述滑模PID控制器的积分增益参数、e(t)为t时刻的所述当前速度与所述目标速度的差值、/>为所述滑模变量、/>为所述滑模PID控制器的执行频率的倒数；

所述第二公式包括：

，式中，λ为所述预设控制增益、s(t)为所述滑模变量、/>为所述第二电流增量、/>为滑模面的符号函数；

所述第三公式包括：

，式中，/>为所述第一电流增量、Kp 为比例增益参数、Ki 为积分增益参数、Kd 为微分增益参数、e(t)为t时刻的所述当前速度与所述目标速度的差值、/> 为所述第二电流增量、/>为所述滑模PID控制器的执行频率的倒数。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述指定控制器还与上位机连接，所述指定控制器还包括编码器，所述编码器用于获取所述电机的当前速度；获取所述电机的速度信息，包括：

从上位机处获取所述电机的目标速度；

从所述编码器中获取所述电机的当前速度。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述电机的实时电流和实时温度；

若所述实时电流高于电流阈值和/或所述实时温度高于温度阈值时，控制所述电机停止运行。

4.一种电机控制系统，其特征在于，包括：

上位机，用于发送电机的目标速度；

编码器，用于获取电机的当前速度；

指定控制器，与所述上位机连接，所述指定控制器还包括编码器，所述指定控制器用于获取所述电机的预设控制增益，基于所述目标速度、所述当前速度、所述预设控制增益和所述预设的滑模PID控制公式，得到所述电机的第一电流增量；基于所述第一电流增量，得到控制信号，其中，所述控制信号用于控制所述电机运动；

其中，所述预设的滑模PID控制公式包括：用于获取滑模变量的第一公式、用于获取第二电流增量的第二公式和用于获取所述第一电流增量的第三公式；所述指定控制器具体用于：

获取所述目标速度与所述当前速度的差值；

根据所述差值和所述第一公式，得到滑模控制的滑模变量；

根据所述滑模变量、所述预设控制增益和所述第二公式，得到所述第二电流增量；

根据所述差值、所述第二电流增量和所述第三公式，得到所述第一电流增量；

其中，所述第一公式包括：

，式中，α为所述滑模PID控制器的积分增益参数、e(t)为t时刻的所述当前速度与所述目标速度的差值、/>为所述滑模变量、/>为所述滑模PID控制器的执行频率的倒数；

所述第二公式包括：

，式中，λ为所述预设控制增益、s(t)为所述滑模变量、/>为所述第二电流增量、/>为滑模面的符号函数；

所述第三公式包括：

，式中，/>为所述第一电流增量、Kp 为比例增益参数、Ki 为积分增益参数、Kd 为微分增益参数、e(t)为t时刻的所述当前速度与所述目标速度的差值、/> 为所述第二电流增量、/>为所述滑模PID控制器的执行频率的倒数。

5.一种电机控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取所述电机的速度信息和预设控制增益，其中，所述速度信息包括目标速度和当前速度；

处理模块，用于基于所述目标速度、所述当前速度、所述预设控制增益和所述预设的滑模PID控制公式，得到所述电机的第一电流增量，基于所述第一电流增量，得到控制信号；

控制模块，用于根据控制信号控制所述电机运动；

其中，所述预设的滑模PID控制公式包括：用于获取滑模变量的第一公式、用于获取第二电流增量的第二公式和用于获取所述第一电流增量的第三公式；所述处理模块，具体用于：

获取所述目标速度与所述当前速度的差值；

根据所述差值和所述第一公式，得到滑模控制的滑模变量；

根据所述滑模变量、所述预设控制增益和所述第二公式，得到所述第二电流增量；

根据所述差值、所述第二电流增量和所述第三公式，得到所述第一电流增量；

其中，所述第一公式包括：

，式中，α为所述滑模PID控制器的积分增益参数、e(t)为t时刻的所述当前速度与所述目标速度的差值、/>为所述滑模变量、/>为所述滑模PID控制器的执行频率的倒数；

所述第二公式包括：

，式中，λ为所述预设控制增益、s(t)为所述滑模变量、/>为所述第二电流增量、/>为滑模面的符号函数；

所述第三公式包括：

，式中，/>为所述第一电流增量、Kp 为比例增益参数、Ki 为积分增益参数、Kd 为微分增益参数、e(t)为t时刻的所述当前速度与所述目标速度的差值、/> 为所述第二电流增量、/>为所述滑模PID控制器的执行频率的倒数。

6.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器运行时执行权利要求1至3中任一项所述的控制方法。