本發(fā)明涉及驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種輪式機(jī)器人驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制方法、裝置及輪式機(jī)器人。

背景技術(shù)：

目前，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及傳感器技術(shù)與微控制器的快速發(fā)展，基于傳感器的輪式移動(dòng)機(jī)器人已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于制造、服務(wù)、農(nóng)業(yè)、探測(cè)等多種領(lǐng)域中，給人們的日常生活帶來(lái)了各種便利。

當(dāng)前，相關(guān)技術(shù)中提供了一種輪式機(jī)器人驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制方法，主要為：通過(guò)減少垂直于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力矩方向上的電流分量，從而達(dá)到增加平行于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力矩方向上的電流分量的目的，以達(dá)到增加作用于旋轉(zhuǎn)力矩的電流分量的效果，進(jìn)而提高驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率。

在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)中至少存在以下問(wèn)題：采用相關(guān)技術(shù)中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制方法對(duì)輪式機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，雖然能夠在一定程度上提高驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率，但是無(wú)法保證驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出效率，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電機(jī)存在輸出效率低的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種輪式機(jī)器人驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制方法、裝置及輪式機(jī)器人，以解決采用相關(guān)技術(shù)中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制方法對(duì)輪式機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，雖然能夠在一定程度上提高驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率，但是無(wú)法保證驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出效率，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電機(jī)存在輸出效率低的問(wèn)題。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種輪式機(jī)器人驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制方法，該方法包括：

確定待控制輪式機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速，以及確定所述待控制輪式機(jī)器人的所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前電流，所述當(dāng)前電流為三相電流；

將所述當(dāng)前電流轉(zhuǎn)換至兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，得到徑向電流分量和垂向電流分量，所述徑向電流分量為分解到平行于所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力矩方向上的電流分量，所述垂向電流分量為分解到垂直于所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力矩方向上的電流分量；

根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值調(diào)整所述徑向電流分量的大小，以及根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前輸出力矩、以及預(yù)存的力矩-目標(biāo)垂向電流值對(duì)應(yīng)關(guān)系調(diào)整所述垂向電流分量的大小，其中，所述當(dāng)前輸出力矩是根據(jù)所述當(dāng)前電流確定的，預(yù)存的所述力矩-目標(biāo)垂向電流值對(duì)應(yīng)關(guān)系為輸出力矩與該輸出力矩的效率最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的垂向電流值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

在所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值的絕對(duì)值小于第一預(yù)設(shè)值且當(dāng)前垂向電流分量與目標(biāo)垂向電流值的差值的絕對(duì)值小于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，將調(diào)整后的所述徑向電流分量和所述垂向電流分量轉(zhuǎn)換至三相坐標(biāo)系中，得到調(diào)整后的目標(biāo)電流，其中，所述目標(biāo)垂向電流值為當(dāng)前輸出力矩的效率最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的垂向電流值；

根據(jù)預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速、所述當(dāng)前轉(zhuǎn)速和調(diào)整后的目標(biāo)電流確定所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的占空比；

根據(jù)所述占空比調(diào)整輸入至所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流，以控制所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中，所述確定待控制輪式機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速，包括：

采集所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)應(yīng)的霍爾傳感器的電平變化信號(hào)；

根據(jù)所述電平變化信號(hào)確定所述待控制輪式機(jī)器人所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第二種可能的實(shí)施方式，其中，所述確定所述待控制輪式機(jī)器人的所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前電流，包括：

采集每一相線路的當(dāng)前電壓值，根據(jù)所述當(dāng)前電壓值分別確定所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的每一相線圈的當(dāng)前電流；或者，

采集三相線路中任意兩相線路的當(dāng)前電壓值，根據(jù)所述當(dāng)前電壓值分別確定所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的所述任意兩相線圈的當(dāng)前電流，并根據(jù)所述任意兩相線圈的當(dāng)前電流確定第三相線圈的當(dāng)前電流。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第三種可能的實(shí)施方式，其中，將所述當(dāng)前電流轉(zhuǎn)換至兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，得到徑向電流分量和垂向電流分量，包括：

將所述當(dāng)前電流轉(zhuǎn)換至兩相正交坐標(biāo)系中，得到兩相正交電流；

將所述兩相正交電流轉(zhuǎn)換至兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，得到徑向電流分量和垂向電流分量。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第四種可能的實(shí)施方式，其中，所述根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值調(diào)整所述徑向電流分量的大小，以及根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前輸出力矩、以及預(yù)存的力矩-目標(biāo)垂向電流值對(duì)應(yīng)關(guān)系調(diào)整所述垂向電流分量的大小，包括：

根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值，對(duì)所述徑向電流分量的大小進(jìn)行調(diào)整，以使當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值的絕對(duì)值小于第一預(yù)設(shè)值；以及，

基于預(yù)存的力矩-目標(biāo)垂向電流值對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前輸出力矩確定該當(dāng)前輸出力矩對(duì)應(yīng)的目標(biāo)垂向電流值；根據(jù)所述目標(biāo)垂向電流值調(diào)整所述垂向電流分量的大小，以使當(dāng)前垂向電流分量與目標(biāo)垂向電流值的差值的絕對(duì)值小于第二預(yù)設(shè)值。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第五種可能的實(shí)施方式，其中，所述將調(diào)整后的所述徑向電流分量和所述垂向電流分量轉(zhuǎn)換至三相坐標(biāo)系中，得到調(diào)整后的目標(biāo)電流，包括：

將調(diào)整后的所述徑向電流分量和所述垂向電流分量轉(zhuǎn)換至兩相正交坐標(biāo)系中，得到兩相正交電流；

將所述兩相正交電流轉(zhuǎn)換至三相坐標(biāo)系中，得到調(diào)整后的目標(biāo)電流。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第六種可能的實(shí)施方式，其中，所述根據(jù)預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速、所述當(dāng)前轉(zhuǎn)速和調(diào)整后的目標(biāo)電流確定所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的占空比，包括：

根據(jù)預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速和確定的所述當(dāng)前轉(zhuǎn)速，確定所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前比例積分調(diào)節(jié)值，所述當(dāng)前比例積分調(diào)節(jié)值為預(yù)設(shè)電流；

根據(jù)所述預(yù)設(shè)電流和調(diào)整后的目標(biāo)電流，確定所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的占空比。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種輪式機(jī)器人驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制裝置，該裝置包括：

轉(zhuǎn)速及電流確定模塊，用于確定待控制輪式機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速，以及確定所述待控制輪式機(jī)器人的所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前電流，所述當(dāng)前電流為三相電流；

電流坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述當(dāng)前電流轉(zhuǎn)換至兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，得到徑向電流分量和垂向電流分量，所述徑向電流分量為分解到平行于所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力矩方向上的電流分量，所述垂向電流分量為分解到垂直于所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力矩方向上的電流分量；

兩相電流分量調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值調(diào)整所述徑向電流分量的大小，以及根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前輸出力矩、以及預(yù)存的力矩-目標(biāo)垂向電流值對(duì)應(yīng)關(guān)系調(diào)整所述垂向電流分量的大小，其中，所述當(dāng)前輸出力矩是根據(jù)所述當(dāng)前電流確定的，預(yù)存的所述力矩-目標(biāo)垂向電流值對(duì)應(yīng)關(guān)系為輸出力矩與該輸出力矩的效率最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的垂向電流值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

目標(biāo)電流確定模塊，用于在所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值的絕對(duì)值小于第一預(yù)設(shè)值且當(dāng)前垂向電流分量與目標(biāo)垂向電流值的差值的絕對(duì)值小于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，將調(diào)整后的所述徑向電流分量和所述垂向電流分量轉(zhuǎn)換至三相坐標(biāo)系中，得到調(diào)整后的目標(biāo)電流，其中，所述目標(biāo)垂向電流值為當(dāng)前輸出力矩的效率最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的垂向電流值；

占空比確定模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速、所述當(dāng)前轉(zhuǎn)速和調(diào)整后的目標(biāo)電流確定所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的占空比；

電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，用于根據(jù)所述占空比調(diào)整輸入至所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流，以控制所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中，所述轉(zhuǎn)速及電流確定模塊被配置用于：

采集所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)應(yīng)的霍爾傳感器的電平變化信號(hào)；

根據(jù)所述電平變化信號(hào)確定所述待控制輪式機(jī)器人所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速。

結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第二種可能的實(shí)施方式，其中，所述轉(zhuǎn)速及電流確定模塊被配置用于：

采集每一相線路的當(dāng)前電壓值，根據(jù)所述當(dāng)前電壓值分別確定所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的每一相線圈的當(dāng)前電流；或者，

采集三相線路中任意兩相線路的當(dāng)前電壓值，根據(jù)所述當(dāng)前電壓值分別確定所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的所述任意兩相線圈的當(dāng)前電流，并根據(jù)所述任意兩相線圈的當(dāng)前電流確定第三相線圈的當(dāng)前電流。

結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第三種可能的實(shí)施方式，其中，所述電流坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模塊被配置用于：

將所述當(dāng)前電流轉(zhuǎn)換至兩相正交坐標(biāo)系中，得到兩相正交電流；

將所述兩相正交電流轉(zhuǎn)換至兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，得到徑向電流分量和垂向電流分量。

結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第四種可能的實(shí)施方式，其中，所述兩相電流分量調(diào)整模塊被配置用于：

根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值，對(duì)所述徑向電流分量的大小進(jìn)行調(diào)整，以使當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值的絕對(duì)值小于第一預(yù)設(shè)值；以及，

基于預(yù)存的力矩-目標(biāo)垂向電流值對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前輸出力矩確定該當(dāng)前輸出力矩對(duì)應(yīng)的目標(biāo)垂向電流值；根據(jù)所述目標(biāo)垂向電流值調(diào)整所述垂向電流分量的大小，以使當(dāng)前垂向電流分量與目標(biāo)垂向電流值的差值的絕對(duì)值小于第二預(yù)設(shè)值。

結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第五種可能的實(shí)施方式，其中，所述目標(biāo)電流確定模塊被配置用于：

將調(diào)整后的所述徑向電流分量和所述垂向電流分量轉(zhuǎn)換至兩相正交坐標(biāo)系中，得到兩相正交電流；

將所述兩相正交電流轉(zhuǎn)換至三相坐標(biāo)系中，得到調(diào)整后的目標(biāo)電流。

結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第六種可能的實(shí)施方式，其中，所述占空比確定模塊被配置用于：

根據(jù)預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速和確定的所述當(dāng)前轉(zhuǎn)速，確定所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前比例積分調(diào)節(jié)值，所述當(dāng)前比例積分調(diào)節(jié)值為預(yù)設(shè)電流；

根據(jù)所述預(yù)設(shè)電流和調(diào)整后的目標(biāo)電流，確定所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的占空比。

第三方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種輪式機(jī)器人，該輪式機(jī)器人包括：機(jī)器人本體、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、如第二方面至第二方面的第六種可能的實(shí)施方式中任一項(xiàng)的控制裝置；

所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述機(jī)器人本體的行走機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)；

所述控制裝置與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連接，用于調(diào)整輸入至所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流，以控制所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

在本發(fā)明實(shí)施例提供的輪式機(jī)器人驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制方法、裝置及輪式機(jī)器人中，該方法包括：確定待控制輪式機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速和當(dāng)前電流；將當(dāng)前電流轉(zhuǎn)換至兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中；根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值調(diào)整徑向電流分量的大小，以及根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前輸出力矩、以及預(yù)存的力矩-目標(biāo)垂向電流值對(duì)應(yīng)關(guān)系調(diào)整垂向電流分量的大??；在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值的絕對(duì)值小于第一預(yù)設(shè)值且當(dāng)前垂向電流分量與目標(biāo)垂向電流值的差值的絕對(duì)值小于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，確定調(diào)整后的目標(biāo)電流；根據(jù)預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速、當(dāng)前轉(zhuǎn)速和調(diào)整后的目標(biāo)電流確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的占空比。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)調(diào)整徑向電流分量來(lái)提高驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率，同時(shí)，通過(guò)調(diào)整垂向電流分量來(lái)提高驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出效率，這樣既提高了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率，又提高了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出效率。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種輪式機(jī)器人驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制方法的流程示意圖；

圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的另一種輪式機(jī)器人驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制方法的流程示意圖；

圖3a示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的在不同垂向電流值下驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出效率隨輸出力矩變化曲線圖；

圖3b示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的指定輸出力矩下的輸出效率隨垂向電流變化曲線圖；

圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種輪式機(jī)器人驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種輪式機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

考慮到采用相關(guān)技術(shù)中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制方法對(duì)輪式機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，雖然能夠在一定程度上提高驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率，但是無(wú)法保證驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出效率，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電機(jī)存在輸出效率低的問(wèn)題?；诖耍景l(fā)明實(shí)施例提供了一種輪式機(jī)器人驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制方法、裝置及輪式機(jī)器人，下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)行描述。

本發(fā)明實(shí)施例提供的輪式機(jī)器人驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制方法，如圖1所示，該方法包括如下步驟：

s101：確定待控制輪式機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速，以及確定該待控制輪式機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前電流，該當(dāng)前電流為三相電流；

s102：將上述當(dāng)前電流轉(zhuǎn)換至兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，得到徑向電流分量和垂向電流分量，該徑向電流分量為分解到平行于上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力矩方向上的電流分量，該垂向電流分量為分解到垂直于上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力矩方向上的電流分量；其中，徑向?yàn)閝軸，垂向?yàn)閐軸。

s103：根據(jù)上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值調(diào)整上述徑向電流分量的大小，以及根據(jù)上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前輸出力矩、以及預(yù)存的力矩-目標(biāo)垂向電流值對(duì)應(yīng)關(guān)系調(diào)整上述垂向電流分量的大小，其中，該當(dāng)前輸出力矩是根據(jù)當(dāng)前電流確定的，預(yù)存的該力矩-目標(biāo)垂向電流值對(duì)應(yīng)關(guān)系為輸出力矩與該輸出力矩的效率最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的垂向電流值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

s104：在上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值的絕對(duì)值小于第一預(yù)設(shè)值且當(dāng)前垂向電流分量與目標(biāo)垂向電流值的差值的絕對(duì)值小于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，將調(diào)整后的上述徑向電流分量和上述垂向電流分量轉(zhuǎn)換至三相坐標(biāo)系中，得到調(diào)整后的目標(biāo)電流，其中，該目標(biāo)垂向電流值為當(dāng)前輸出力矩的效率最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的垂向電流值，第一預(yù)設(shè)值和第二預(yù)設(shè)值均大于零；

s105：根據(jù)預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速、上述當(dāng)前轉(zhuǎn)速和調(diào)整后的目標(biāo)電流確定上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的占空比；

s106：根據(jù)上述占空比調(diào)整輸入至上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流，以控制該驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

其中，將上述控制方法應(yīng)用于輪式機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)輪中，該驅(qū)動(dòng)輪中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為直流無(wú)刷電機(jī)。

在本發(fā)明提供的實(shí)施例中，通過(guò)調(diào)整徑向電流分量來(lái)提高驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率，同時(shí)，通過(guò)調(diào)整垂向電流分量來(lái)提高驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出效率，這樣既提高了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率，又提高了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出效率。

其中，上述步驟s101確定待控制輪式機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速，具體包括：

采集上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)應(yīng)的霍爾傳感器的電平變化信號(hào)；

根據(jù)上述電平變化信號(hào)確定上述待控制輪式機(jī)器人上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速。

具體的，由于驅(qū)動(dòng)電機(jī)以相應(yīng)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，使得霍爾傳感器按照相應(yīng)的時(shí)間間隔間隔生成高電平信號(hào)和低電平信號(hào)，因而，根據(jù)高電平信號(hào)和低電平信號(hào)的間隔變化情況即可確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速，進(jìn)而根據(jù)該當(dāng)前轉(zhuǎn)速也能夠確定驅(qū)動(dòng)輪的行駛速度，該行駛速度等于轉(zhuǎn)速乘以驅(qū)動(dòng)輪的周長(zhǎng)。

其中，上述步驟s101確定待控制輪式機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前電流，具體包括：

采集每一相線路上分別設(shè)置的場(chǎng)效應(yīng)管的當(dāng)前電壓值，根據(jù)上述當(dāng)前電壓值和上述場(chǎng)效應(yīng)管的內(nèi)阻分別確定上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的每一相線圈的當(dāng)前電流；或者，

采集三相線路中任意兩相線路上分別設(shè)置的場(chǎng)效應(yīng)管的當(dāng)前電壓值，根據(jù)上述當(dāng)前電壓值和上述場(chǎng)效應(yīng)管的內(nèi)阻分別確定上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的上述任意兩相線圈的當(dāng)前電流，并基于基爾霍夫原理，根據(jù)上述任意兩相線圈的當(dāng)前電流確定第三相線圈的當(dāng)前電流。

其中，場(chǎng)效應(yīng)管的當(dāng)前電壓值是指場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通時(shí)采集電機(jī)觸點(diǎn)處的電壓值，對(duì)該電壓值進(jìn)行放大處理后，對(duì)放大后的電壓值進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到相應(yīng)的ad值，進(jìn)而可計(jì)算出流經(jīng)該相電機(jī)線圈的電流。

具體的，在本發(fā)明提供的實(shí)施例中，給出了兩種確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前電流的方式，一種是：分別采集三相線路上設(shè)置的場(chǎng)效應(yīng)管的當(dāng)前電壓值，進(jìn)而分別確定每一相線圈的當(dāng)前電流；另一種是，只采集三相線路中任意兩相線路上設(shè)置的場(chǎng)效應(yīng)管的當(dāng)前電壓值，進(jìn)而分別確定任意兩相線圈的當(dāng)前電流，再基于基爾霍夫原理，根據(jù)任意兩相線圈的當(dāng)前電流確定第三相線圈的當(dāng)前電流。

其中，上述步驟s102將上述當(dāng)前電流轉(zhuǎn)換至兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，得到徑向電流分量和垂向電流分量，具體包括：

采用克拉克變換方法將上述當(dāng)前電流轉(zhuǎn)換至兩相正交坐標(biāo)系中，得到兩相正交電流；

采用帕克變換方法將上述兩相正交電流轉(zhuǎn)換至兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，得到徑向電流分量和垂向電流分量。

具體的，考慮到在同時(shí)調(diào)整平行于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力矩方向上的電流分量和垂直于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力矩方向上的電流分量的過(guò)程中可能存在相互影響的情況，將三相電流轉(zhuǎn)換至兩相正交坐標(biāo)系中，再轉(zhuǎn)換至兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，然后在對(duì)各電流分量進(jìn)行調(diào)整，這樣能夠保證同時(shí)調(diào)整徑向電流分量和垂向電流分量而相互不影響。

其中，如圖2所示，上述步驟s103根據(jù)上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值調(diào)整上述徑向電流分量的大小，以及根據(jù)上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前輸出力矩、以及預(yù)存的力矩-目標(biāo)垂向電流值對(duì)應(yīng)關(guān)系調(diào)整上述垂向電流分量的大小，具體包括：

s1031：采用pid調(diào)節(jié)方法根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值，對(duì)徑向電流分量的大小進(jìn)行調(diào)整，以使當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值的絕對(duì)值小于第一預(yù)設(shè)值。

在本步驟中，可以采用pid調(diào)節(jié)方法基于當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值，增加或減少?gòu)较螂娏鞣至康拇笮?，以使?dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速越來(lái)越接近，并保持在0至第一預(yù)設(shè)值范圍內(nèi)，其中，該pid(proportionalintegralderivative，比例積分微分)調(diào)節(jié)方法只考慮p項(xiàng)和i項(xiàng)，具體的，當(dāng)當(dāng)前轉(zhuǎn)速大于預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速且差值大于第一預(yù)設(shè)值時(shí)，減少?gòu)较螂娏鞣至康拇笮?，可以通過(guò)加反向電流的方式實(shí)現(xiàn)，達(dá)到減速的目的，對(duì)應(yīng)的，當(dāng)當(dāng)當(dāng)前轉(zhuǎn)速小于預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速且差值大于第一預(yù)設(shè)值時(shí)，增加徑向電流分量的大小，可以通過(guò)加正向電流的方式實(shí)現(xiàn)，達(dá)到加速的目的。

s1032：基于預(yù)存的力矩-目標(biāo)垂向電流值對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前輸出力矩確定該當(dāng)前輸出力矩對(duì)應(yīng)的目標(biāo)垂向電流值；根據(jù)該目標(biāo)垂向電流值調(diào)整垂向電流分量的大小，以使當(dāng)前垂向電流分量與目標(biāo)垂向電流值的差值的絕對(duì)值小于第二預(yù)設(shè)值。

在本步驟中，力矩-目標(biāo)垂向電流值對(duì)應(yīng)關(guān)系是執(zhí)行如下測(cè)試操作確定的：

基于調(diào)節(jié)垂向電流值的過(guò)程，記錄不同垂向電流值下分別對(duì)應(yīng)的效率曲線；針對(duì)得到的每個(gè)效率曲線，確定該效率曲線最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸出力矩，將得到該效率曲線時(shí)所加的垂向電流值作為該輸出力矩的目標(biāo)垂向電流值。

在具體實(shí)施時(shí)，在調(diào)節(jié)垂向電流值的過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出效率曲線會(huì)出現(xiàn)左移或右移，且輸出效率曲線將在一個(gè)移動(dòng)區(qū)間內(nèi)左移或右移，測(cè)出待控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的效率曲線的移動(dòng)區(qū)間，并記錄不同垂向電流值下分別對(duì)應(yīng)的效率曲線，如圖3a所示，假設(shè)曲線a為左邊界效率曲線且垂向電流值為m時(shí)測(cè)得的，曲線c為右邊界效率曲線且垂向電流值為n時(shí)測(cè)得的，曲線b為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的出廠效率曲線(即垂向電流值為0時(shí)的效率曲線)，不斷調(diào)整垂向電流值,得到不同垂向電流值下分別對(duì)應(yīng)的效率曲線，該驅(qū)動(dòng)電機(jī)的效率曲線將在曲線a與曲線c之間移動(dòng)，由曲線a可知，輸出力矩為a時(shí)，該輸出力矩的效率最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的垂向電流值為m，由曲線b可知，輸出力矩為b時(shí)，該輸出力矩的效率最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的垂向電流值為0，由曲線c可知，輸出力矩為c時(shí)，該輸出力矩的效率最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的垂向電流值為n，在曲線a和曲線c之間將形成多個(gè)不同垂向電流值下對(duì)應(yīng)的效率曲線，這樣也可以得到每個(gè)輸出力矩的效率最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的垂向電流值(即目標(biāo)垂向電流)，由此可確定，力矩-目標(biāo)垂向電流值對(duì)應(yīng)關(guān)系。

其中，由于輸出效率曲線將在一個(gè)移動(dòng)區(qū)間內(nèi)左移或右移，這樣只能得到輸出力矩大于a且小于c時(shí)，該輸出力矩對(duì)應(yīng)的目標(biāo)垂向電流值，因此，針對(duì)輸出力矩小于a的情況，將得到左邊界效率曲線時(shí)所加的垂向電流值m作為該輸出力矩的目標(biāo)垂向電流值；針對(duì)輸出力矩大于c的情況，將得到右邊界效率曲線時(shí)所加的垂向電流值n作為該輸出力矩的目標(biāo)垂向電流值。

另外，也可以按照預(yù)設(shè)間隔將輸出力矩劃分為多個(gè)力矩區(qū)間，基于上述測(cè)試操作確定每個(gè)力矩區(qū)間對(duì)應(yīng)的目標(biāo)垂向電流值，對(duì)應(yīng)的，確定當(dāng)前輸出力矩所屬力矩區(qū)間，基于該力矩區(qū)間、以及力矩區(qū)間與目標(biāo)垂向電流值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定當(dāng)前輸出力矩的目標(biāo)垂向電流值。

其中，針對(duì)每一指定輸出力矩，在調(diào)節(jié)垂向電流值的過(guò)程中，可以得到該指定輸出力矩下驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出效率與垂向電流值之間的變化曲線(如圖3b所示)，根據(jù)該變化曲線可以得到該指定輸出力矩的目標(biāo)垂向電流值，具體的，當(dāng)指定輸出力矩為a時(shí)，圖3b中的目標(biāo)垂直電流值為m,當(dāng)指定輸出力矩為c時(shí)，圖3b中的目標(biāo)垂直電流值為n。

需要說(shuō)明的是，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度等于轉(zhuǎn)速乘以輪子的周長(zhǎng)，步驟s1031和步驟s1032的執(zhí)行沒(méi)有嚴(yán)格的先后順序。

其中，上述步驟s104將調(diào)整后的上述徑向電流分量和上述垂向電流分量轉(zhuǎn)換至三相坐標(biāo)系中，得到調(diào)整后的目標(biāo)電流，具體包括：

采用反帕克變換方法將調(diào)整后的上述徑向電流分量和上述垂向電流分量轉(zhuǎn)換至兩相正交坐標(biāo)系中，得到兩相正交電流；

采用反克拉克變換方法將上述兩相正交電流轉(zhuǎn)換至三相坐標(biāo)系中，得到調(diào)整后的目標(biāo)電流。

具體的，由于在對(duì)電流進(jìn)行調(diào)整過(guò)程中，將三相電流轉(zhuǎn)換至兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，而在向驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入電流時(shí)需要提供三相電流，因此，需要進(jìn)行坐標(biāo)系逆轉(zhuǎn)換，將電流由兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中再轉(zhuǎn)換至三相坐標(biāo)系中。

其中，上述步驟s105根據(jù)預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速、上述當(dāng)前轉(zhuǎn)速和調(diào)整后的目標(biāo)電流確定上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的占空比，具體包括：

根據(jù)預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速和確定的上述當(dāng)前轉(zhuǎn)速，確定上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前比例積分調(diào)節(jié)值，該當(dāng)前比例積分調(diào)節(jié)值為預(yù)設(shè)電流；

根據(jù)上述預(yù)設(shè)電流和調(diào)整后的目標(biāo)電流，確定上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的占空比。

其中，該預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速是由上一級(jí)控制單元給出的，該預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的大小結(jié)合實(shí)際情況而定，在此不做限定。

具體的，上述控制方法的執(zhí)行主體電機(jī)控制模型主要包括：pi控制器、電流閉環(huán)單元、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊；

其中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的占空比確定過(guò)程，具體為：

將驅(qū)動(dòng)電機(jī)的預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速和采集到的當(dāng)前轉(zhuǎn)速輸入至pi控制器，該pi控制器根據(jù)預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速、當(dāng)前轉(zhuǎn)速和如下公式(1)確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前比例積分調(diào)節(jié)值；

其中，u1(t)表示當(dāng)前比例積分調(diào)節(jié)值，即當(dāng)前pi調(diào)節(jié)值，e1(t)表示預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速與當(dāng)前轉(zhuǎn)速的差值，kp表示p項(xiàng)系數(shù)，ki表示i項(xiàng)系數(shù)。

將該當(dāng)前比例積分調(diào)節(jié)值作為預(yù)設(shè)電流，并將該預(yù)設(shè)電流和采集到的當(dāng)前電流輸入至電流閉環(huán)，該電流閉環(huán)根據(jù)預(yù)設(shè)電流、當(dāng)前電流和如下公式(2)確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的占空比；

其中，u2(t)表示驅(qū)動(dòng)電機(jī)的占空比，e2(t)表示預(yù)設(shè)電流與當(dāng)前電流的差值，kp表示p項(xiàng)系數(shù)，ki表示i項(xiàng)系數(shù)，kd表示d項(xiàng)系數(shù)。

將確定出的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的占空比輸入至電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，該電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)該占空比調(diào)整輸入至驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流。

在具體實(shí)施時(shí)，控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)過(guò)程中，不斷地調(diào)整徑向電流分量和垂向電流分量，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值的絕對(duì)值小于第一預(yù)設(shè)值且當(dāng)前垂向電流分量與目標(biāo)垂向電流值的差值的絕對(duì)值小于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，將調(diào)整后的徑向電流分量和垂向電流分量轉(zhuǎn)換至三相坐標(biāo)系中，得到調(diào)整后的目標(biāo)電流；再采用上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的占空比確定過(guò)程根據(jù)該目標(biāo)電流確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的占空比，最后，根據(jù)該占空比調(diào)整輸入至驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流，以控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

由于在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，徑向的電流和垂直的電流分別提供不同的作用，徑向電流可以提供旋轉(zhuǎn)力矩，相關(guān)技術(shù)中并未有效地利用垂直電流，本發(fā)明提供的實(shí)施例中，考慮到垂直電流和電機(jī)本身的永磁鐵所產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)相互疊加，利用該垂向電流能夠有效地提升驅(qū)動(dòng)電機(jī)響應(yīng)的效果，在具體實(shí)施時(shí)，巧妙地通過(guò)調(diào)整垂向電流的方向和大小達(dá)到提高驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出效率的效果。

在本發(fā)明實(shí)施例提供的輪式機(jī)器人驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制方法中，確定待控制輪式機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速和當(dāng)前電流；將當(dāng)前電流轉(zhuǎn)換至兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中；根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值調(diào)整徑向電流分量的大小，以及根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前輸出力矩、以及預(yù)存的力矩-目標(biāo)垂向電流值對(duì)應(yīng)關(guān)系調(diào)整垂向電流分量的大?。辉隍?qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值的絕對(duì)值小于第一預(yù)設(shè)值且當(dāng)前垂向電流分量與目標(biāo)垂向電流值的差值的絕對(duì)值小于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，確定調(diào)整后的目標(biāo)電流；根據(jù)預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速、當(dāng)前轉(zhuǎn)速和調(diào)整后的目標(biāo)電流確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的占空比。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)調(diào)整徑向電流分量來(lái)提高驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率，同時(shí)，通過(guò)調(diào)整垂向電流分量來(lái)提高驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出效率，這樣既提高了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率，又提高了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出效率。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種輪式機(jī)器人驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制裝置，如圖4所示，該裝置包括：

轉(zhuǎn)速及電流確定模塊301，用于確定待控制輪式機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速，以及確定待控制輪式機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前電流，該當(dāng)前電流為三相電流；

電流坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模塊302，用于將上述當(dāng)前電流轉(zhuǎn)換至兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，得到徑向電流分量和垂向電流分量，該徑向電流分量為分解到平行于上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力矩方向上的電流分量，該垂向電流分量為分解到垂直于上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力矩方向上的電流分量；

兩相電流分量調(diào)整模塊303，用于根據(jù)上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值調(diào)整上述徑向電流分量的大小，以及根據(jù)上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前輸出力矩、以及預(yù)存的力矩-目標(biāo)垂向電流值對(duì)應(yīng)關(guān)系調(diào)整上述垂向電流分量的大小，其中，該當(dāng)前輸出力矩是根據(jù)當(dāng)前電流確定的，預(yù)存的該力矩-目標(biāo)垂向電流值對(duì)應(yīng)關(guān)系為輸出力矩與該輸出力矩的效率最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的垂向電流值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

目標(biāo)電流確定模塊304，用于在上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值的絕對(duì)值小于第一預(yù)設(shè)值且當(dāng)前垂向電流分量與目標(biāo)垂向電流值的差值的絕對(duì)值小于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，將調(diào)整后的上述徑向電流分量和上述垂向電流分量轉(zhuǎn)換至三相坐標(biāo)系中，得到調(diào)整后的目標(biāo)電流，其中，該目標(biāo)垂向電流值為當(dāng)前輸出力矩的效率最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的垂向電流值；

占空比確定模塊305，用于根據(jù)預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速、上述當(dāng)前轉(zhuǎn)速和調(diào)整后的目標(biāo)電流確定上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的占空比；

電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊306，用于根據(jù)上述占空比調(diào)整輸入至上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流，以控制上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

在本發(fā)明提供的實(shí)施例中，通過(guò)調(diào)整徑向電流分量來(lái)提高驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率，同時(shí)，通過(guò)調(diào)整垂向電流分量來(lái)提高驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出效率，這樣既提高了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率，又提高了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出效率。

其中，上述轉(zhuǎn)速及電流確定模塊301被配置用于：

采集上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)應(yīng)的霍爾傳感器的電平變化信號(hào)；

根據(jù)上述電平變化信號(hào)確定上述待控制輪式機(jī)器人上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速。

其中，上述轉(zhuǎn)速及電流確定模塊301被配置用于：

采集每一相線路的當(dāng)前電壓值，根據(jù)上述當(dāng)前電壓值分別確定上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的每一相線圈的當(dāng)前電流；或者，

采集三相線路中任意兩相線路的當(dāng)前電壓值，根據(jù)上述當(dāng)前電壓值分別確定上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的上述任意兩相線圈的當(dāng)前電流，并基于基爾霍夫原理，根據(jù)上述任意兩相線圈的當(dāng)前電流確定第三相線圈的當(dāng)前電流。

其中，上述電流坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模塊302被配置用于：

采用克拉克變換方法將上述當(dāng)前電流轉(zhuǎn)換至兩相正交坐標(biāo)系中，得到兩相正交電流；

采用帕克變換方法將上述兩相正交電流轉(zhuǎn)換至兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，得到徑向電流分量和垂向電流分量。

其中，上述兩相電流分量調(diào)整模塊303被配置用于：

根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值，對(duì)徑向電流分量的大小進(jìn)行調(diào)整，以使當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值的絕對(duì)值小于第一預(yù)設(shè)值；以及，

基于預(yù)存的力矩-目標(biāo)垂向電流值對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前輸出力矩確定該當(dāng)前輸出力矩對(duì)應(yīng)的目標(biāo)垂向電流值；根據(jù)該目標(biāo)垂向電流值調(diào)整垂向電流分量的大小，以使當(dāng)前垂向電流分量與目標(biāo)垂向電流值的差值的絕對(duì)值小于第二預(yù)設(shè)值。

其中，上述目標(biāo)電流確定模塊304被配置用于：

采用反帕克變換方法將調(diào)整后的上述徑向電流分量和上述垂向電流分量轉(zhuǎn)換至兩相正交坐標(biāo)系中，得到兩相正交電流；

采用反克拉克變換方法將上述兩相正交電流轉(zhuǎn)換至三相坐標(biāo)系中，得到調(diào)整后的目標(biāo)電流。

其中，上述占空比確定模塊305被配置用于：

根據(jù)預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速和確定的上述當(dāng)前轉(zhuǎn)速，確定上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前比例積分調(diào)節(jié)值，該當(dāng)前比例積分調(diào)節(jié)值為預(yù)設(shè)電流；

根據(jù)上述預(yù)設(shè)電流和調(diào)整后的目標(biāo)電流，確定上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的占空比。

在本發(fā)明實(shí)施例提供的輪式機(jī)器人驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制裝置中，通過(guò)轉(zhuǎn)速及電流確定模塊301確定待控制輪式機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速和當(dāng)前電流；通過(guò)電流坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模塊302將當(dāng)前電流轉(zhuǎn)換至兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中；通過(guò)兩相電流分量調(diào)整模塊303根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值調(diào)整徑向電流分量的大小，以及根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前輸出力矩、以及預(yù)存的力矩-目標(biāo)垂向電流值對(duì)應(yīng)關(guān)系調(diào)整垂向電流分量的大小；通過(guò)目標(biāo)電流確定模塊304在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值的絕對(duì)值小于第一預(yù)設(shè)值且當(dāng)前垂向電流分量與目標(biāo)垂向電流值的差值的絕對(duì)值小于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，確定調(diào)整后的目標(biāo)電流；通過(guò)占空比確定模塊305根據(jù)預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速、當(dāng)前轉(zhuǎn)速和調(diào)整后的目標(biāo)電流確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的占空比。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)調(diào)整徑向電流分量來(lái)提高驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率，同時(shí)，通過(guò)調(diào)整垂向電流分量來(lái)提高驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出效率，這樣既提高了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率，又提高了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出效率。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種輪式機(jī)器人，如圖5所示，該輪式機(jī)器人包括：機(jī)器人本體10、驅(qū)動(dòng)電機(jī)20、圖4所示的控制裝置30；

上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)20用于驅(qū)動(dòng)上述機(jī)器人本體10的行走機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)；

上述控制裝置30與上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)20相連接，用于調(diào)整輸入至上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)20的電流，以控制上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)20的轉(zhuǎn)速。

上述控制裝置30，具體包括：

轉(zhuǎn)速及電流確定模塊301，用于確定待控制輪式機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)電機(jī)20的當(dāng)前轉(zhuǎn)速，以及確定待控制輪式機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)電機(jī)20的當(dāng)前電流，該當(dāng)前電流為三相電流；

電流坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模塊302，用于將上述當(dāng)前電流轉(zhuǎn)換至兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，得到徑向電流分量和垂向電流分量，該徑向電流分量為分解到平行于上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)20的旋轉(zhuǎn)力矩方向上的電流分量，該垂向電流分量為分解到垂直于上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)20的旋轉(zhuǎn)力矩方向上的電流分量；

兩相電流分量調(diào)整模塊303，用于根據(jù)上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)20的當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值調(diào)整上述徑向電流分量的大小，以及根據(jù)上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)20的當(dāng)前輸出力矩、以及預(yù)存的力矩-目標(biāo)垂向電流值對(duì)應(yīng)關(guān)系調(diào)整上述垂向電流分量的大?。?/p>

目標(biāo)電流確定模塊304，用于在上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)20的當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的差值的絕對(duì)值小于第一預(yù)設(shè)值且當(dāng)前垂向電流分量與目標(biāo)垂向電流值的差值的絕對(duì)值小于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，將調(diào)整后的上述徑向電流分量和上述垂向電流分量轉(zhuǎn)換至三相坐標(biāo)系中，得到調(diào)整后的目標(biāo)電流；

占空比確定模塊305，用于根據(jù)預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速、上述當(dāng)前轉(zhuǎn)速和調(diào)整后的目標(biāo)電流確定上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)20的占空比；

電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊306，用于根據(jù)上述占空比調(diào)整輸入至上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)20的電流，以控制上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)20的轉(zhuǎn)速。

在本發(fā)明實(shí)施例提供的輪式機(jī)器人中，通過(guò)調(diào)整徑向電流分量來(lái)提高驅(qū)動(dòng)電機(jī)20的輸出功率，同時(shí)，通過(guò)調(diào)整垂向電流分量來(lái)提高驅(qū)動(dòng)電機(jī)20的輸出效率，這樣既提高了驅(qū)動(dòng)電機(jī)20的輸出功率，又提高了驅(qū)動(dòng)電機(jī)20的輸出效率。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時(shí)慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本發(fā)明的描述中，還需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上所述實(shí)施例，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改或可輕易想到變化，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改、變化或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。