[发明专利]伺服电机控制方法和系统

说明书

本申请公开了伺服电机控制方法和系统。所述方法的一具体实施方式包括：确定伺服电机的目标转动速度、目标转动角度；计算伺服电机的当前转动角度，如果当前转动角度小于目标转动角度，则执行如下转动步骤：如果目标转动角度与该当前转动角度的差值大于角度阈值，则控制伺服电机以目标转动速度转动，否则，则采用余弦系数快速而平滑的衰减目标转动速度得到第二目标转动速度，如果该第二目标转动速度小于预设速度阈值，则更新该值等于预设速度阈值，控制伺服电机以该值转动；重新计算伺服电机的当前转动角度，如果该当前转动角度小于目标转动角度，则重复执行上述转动步骤，否则，则控制伺服电机停止转动。

技术领域

本申请涉及自动控制技术领域，具体的涉伺服电机控制方法和系统。

背景技术

伺服电机在自动控制技术领域占用重要的地位，且在机器人、航模、车模、船模等领域有广泛的应用。伺服电机的转动不像普通的电机那样只是古板的转圈，它可以根据控制指令，按照指定的速度转动，且转动到指定的角度。但在现有技术中，伺服电机检测到即将转动到指定的角度时，通过快速衰减速度的方式，保证在指定角度，停止转动。但这种快速衰减速度的方式，叠加惯性，会影响产品的整体性能。例如，在两轮机器人中，速度从高位迅速的衰减到0，但同时受惯性的影响，易造成机器人衰倒。

发明内容

本申请的目的在于提出一种改进的伺服电机控制方法和系统，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种伺服电机控制方法，所述方法包括：确定伺服电机的目标转动速度、目标转动角度；计算所述伺服电机的当前转动角度，如果所述当前转动角度小于所述目标转动角度，则执行如下转动步骤：如果所述目标转动角度与该当前转动角度的差值大于角度阈值，则控制所述伺服电机以所述目标转动速度转动，否则，则采用余弦系数快速而平滑的衰减所述目标转动速度得到第二目标转动速度，如果该第二目标转动速度小于预设速度阈值，则更新该第二目标转动速度等于所述预设速度阈值，控制所述伺服电机以该第二目标转动速度转动；重新计算所述伺服电机的当前转动角度，如果该当前转动角度小于所述目标转动角度，则重复执行上述转动步骤，如果该当前转动角度大于等于所述目标转动角度，则控制所述伺服电机停止转动。

在一些实施例中，所述控制所述伺服电机停止转动，包括：计算所述伺服电机待反转的时长；控制所述伺服电机以最大速度反转所述时长；向所述伺服电机发送停止转动信号。

在一些实施例中，所述伺服电机控制方法还包括：当所述伺服电机停止转动后，更新角度累计误差；将所述角度累计误差作为下次控制伺服电机转动时的当前转动角度的初值。

在一些实施例中，所述采用余弦系数快速而平滑的衰减所述目标转动速度得到第二目标转动速度，包括：根据所述目标转动速度、所述目标转动角度、所述当前转动角度，计算余弦系数；以所述余弦系数与所述目标转动速度的乘积作为第二目标转动速度的值。

在一些实施例中，所述控制所述伺服电机以所述目标转动速度转动，包括：接收光电编码器反馈的其在单位时间内输出的脉冲个数；根据所述脉冲个数、光栅盘的栅格数、减速齿轮组的减速比，计算所述伺服电机的当前转动速度；根据所述目标转动速度、所述当前转动速度、最大占空比速度、PID速度系数，计算脉冲宽度调制信号的占空比；用具有所述占空比的脉冲宽度调制信号控制所述伺服电机转动。

在一些实施例中，所述根据所述脉冲个数、光栅盘的栅格数、减速齿轮组的减速比，计算所述伺服电机的当前转动速度，包括：

按照如下公式，计算所述伺服电机的当前转动速度：

其中，speed表示所述伺服电机当前转动速度，单位是转/分，time表示单位时间，单位是毫秒，pulse表示在time时间内光电编码器输出的脉冲个数，grid表示光栅盘的栅格数，ratio表示减速齿轮组的减速比。