本發(fā)明涉及智能掃雪機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種智能掃雪機(jī)器人的行走控制方法。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的不斷提高，智能家用機(jī)器人的應(yīng)用越來越廣泛，而且具有非常廣泛的市場前景，傳統(tǒng)的掃雪方式主要是以人工控制半自動(dòng)掃雪機(jī)進(jìn)行，這種掃雪方式效率較低，對(duì)人身體的傷害較大，而且成本較高。智能掃雪機(jī)器人能夠自主運(yùn)行清掃房屋前的道路的某一區(qū)域，在降低成本的同時(shí)，大大提高了掃雪效率。

智能掃雪機(jī)器人采用的是直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)履帶行走，控制智能掃雪機(jī)器人的行走是智能掃雪機(jī)器人能夠自主運(yùn)行的前提。根據(jù)直流電機(jī)的特征可知，通過改變直流電機(jī)的電壓，即可改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使驅(qū)動(dòng)掃雪機(jī)器人兩邊履帶的電機(jī)的轉(zhuǎn)速相同，從而能達(dá)到控制智能掃雪機(jī)器人直線行走的目的。但是，在實(shí)際操作中可能會(huì)存在電機(jī)部分參數(shù)未知的情況，如何在電機(jī)部分參數(shù)未知情況下控制掃雪機(jī)器人直線行走，是函待解決的一項(xiàng)技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種智能掃雪機(jī)器人直線行走控制方法，以實(shí)現(xiàn)在電機(jī)粘滯摩擦系數(shù)、電機(jī)電勢常數(shù)未知的情況下，控制掃雪機(jī)器人直線行走。

本發(fā)明智能掃雪機(jī)器人直線行走控制方法，包括以下步驟：

1)根據(jù)：獲得電樞電壓u_a，其中：i_a為電樞電流，R_a為電樞回路電阻，l_a為電樞回路電感，e為電機(jī)電樞反電動(dòng)勢；其中e₁＝c_en，c_e為電機(jī)的電勢常數(shù)，n為電機(jī)轉(zhuǎn)速；

再結(jié)合方程：

T_L＝C_mi_al，T_e＝C_mi_a，其中：J為電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，λ為電機(jī)的粘滯摩擦系數(shù)，T_L為電機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，T_e為電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，C_m為電機(jī)的轉(zhuǎn)矩常數(shù)，i_al為對(duì)應(yīng)于負(fù)載轉(zhuǎn)矩的負(fù)載電流；

得到：

其中：J，C_m，R_a是已知參數(shù)；因?yàn)槭怯薪绲模粤頓(*)是一個(gè)干擾項(xiàng)，由于電機(jī)的粘滯摩擦系數(shù)λ和電勢常數(shù)c_e的值未知，所以令F(*)為未知項(xiàng)，進(jìn)而得到：其中，

2)通過霍爾傳感器測量電機(jī)的轉(zhuǎn)速n，得到轉(zhuǎn)速n與設(shè)定轉(zhuǎn)速的誤差：e＝n-n^*，其中：n^*是設(shè)定轉(zhuǎn)速；

3)根據(jù)自適應(yīng)算法得到并假設(shè)一個(gè)輔助函數(shù)：其中ε是設(shè)定的參數(shù)，令則有L(*)≤aφ，其中：φ＝|n|+1，a＝max{F,|H|}；

根據(jù)自適應(yīng)算法得到輸出電壓的值：u_a＝-(k_p1+Δk_p1)E，其中，k_p1是自己設(shè)定的常數(shù)，取其中：是的估計(jì)值，C₁是設(shè)定的常數(shù)；

4)根據(jù)輸出電壓的值：u_a＝-(k_p1+Δk_p1)E控制電機(jī)的電樞電壓，改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速n，使驅(qū)動(dòng)掃雪機(jī)器人兩邊履帶的電機(jī)的轉(zhuǎn)速相同。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明智能掃雪機(jī)器人直線行走控制方法，采用自適應(yīng)PI控制方法對(duì)掃雪機(jī)器人的左右履帶的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，讓其兩邊履帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度相同，從而達(dá)到控制智能掃雪機(jī)器人直線行走的目的，實(shí)現(xiàn)了在電機(jī)粘滯摩擦系數(shù)、電勢常數(shù)部分參數(shù)未知的情況下，對(duì)PI參數(shù)進(jìn)行自整定，以達(dá)到所需要的控制效果。

附圖說明

圖1為直流電機(jī)的等效電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

本實(shí)施例智能掃雪機(jī)器人直線行走控制方法，包括以下步驟：

1)根據(jù)：獲得電樞電壓u_a，其中：i_a為電樞電流，R_a為電樞回路電阻，l_a為電樞回路電感，e為電機(jī)電樞反電動(dòng)勢；其中e₁＝c_en，c_e為電機(jī)的電勢常數(shù)，n為電機(jī)轉(zhuǎn)速；

再結(jié)合方程：

T_L＝C_mi_al，T_e＝C_mi_a，其中：J為電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，λ為電機(jī)的粘滯摩擦系數(shù)，T_L為電機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，T_e為電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，C_m為電機(jī)的轉(zhuǎn)矩常數(shù)，i_al為對(duì)應(yīng)于負(fù)載轉(zhuǎn)矩的負(fù)載電流；

得到：

其中：J，C_m，R_a是已知參數(shù)；因?yàn)槭怯薪绲?，所以令D(*)是一個(gè)干擾項(xiàng)，由于電機(jī)的粘滯摩擦系數(shù)λ和電勢常數(shù)ce的值未知，所以令F(*)為未知項(xiàng)，進(jìn)而得到：其中，

2)通過霍爾傳感器測量電機(jī)的轉(zhuǎn)速n，得到轉(zhuǎn)速n與設(shè)定轉(zhuǎn)速的誤差：e＝n-n^*，其中：n^*是設(shè)定轉(zhuǎn)速；

3)根據(jù)自適應(yīng)算法得到并假設(shè)一個(gè)輔助函數(shù)：其中ε是設(shè)定的參數(shù)，令則有L(*)≤aφ，其中：φ＝|n|+1，a＝max{F,|H|}；

根據(jù)自適應(yīng)算法得到輸出電壓的值：u_a＝-(k_p1+Δk_p1)E，其中，k_p1是自己設(shè)定的常數(shù)，取其中：是的估計(jì)值，C₁是設(shè)定的常數(shù)；

4)根據(jù)輸出電壓的值：u_a＝-(k_p1+Δk_p1)E控制電機(jī)的電樞電壓，改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速n，使驅(qū)動(dòng)掃雪機(jī)器人兩邊履帶的電機(jī)的轉(zhuǎn)速相同。

最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。