本發(fā)明涉及位置閉環(huán)控制領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種位置閉環(huán)控制方法及裝置。

背景技術(shù)：

位置閉環(huán)控制是一種使控制對(duì)象按照預(yù)設(shè)規(guī)律或軌跡運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)位置處的方法。

如圖1所示為現(xiàn)有的位置閉環(huán)控制框圖，主要包括位置控制器101、速度控制器102、執(zhí)行機(jī)構(gòu)103和控制對(duì)象104。目前位置閉環(huán)控制方法主要包括：在一個(gè)伺服周期內(nèi)，位置控制器通過(guò)對(duì)比控制對(duì)象的目標(biāo)位置值與采集到的位置值計(jì)算控制對(duì)象的位置偏差量，速度控制器根據(jù)位置偏差量和采集到的速度量計(jì)算當(dāng)前速度輸出量，以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照當(dāng)前輸出速度量驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)位置處。但是，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，利用目前這種位置閉環(huán)控制方法驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中容易出現(xiàn)控制對(duì)象超調(diào)甚至飛車。

因此，如何有效降低出現(xiàn)控制對(duì)象超調(diào)甚至飛車現(xiàn)象的可能性，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種位置閉環(huán)控制方法及裝置，以解決現(xiàn)有的技術(shù)方案驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中容易出現(xiàn)控制對(duì)象超調(diào)甚至飛車的問(wèn)題。技術(shù)方案如下：

一種位置閉環(huán)控制方法，包括：

在當(dāng)前伺服周期內(nèi)，按照預(yù)設(shè)時(shí)間間隔依次采集控制對(duì)象的位置值并記錄采集時(shí)間點(diǎn)；

根據(jù)當(dāng)前位置值與目標(biāo)位置值判斷所述控制對(duì)象是否運(yùn)動(dòng)到位，所述當(dāng)前位置值為所述當(dāng)前伺服周期內(nèi)最后一次采集的位置值；

若未運(yùn)動(dòng)到位，根據(jù)所述當(dāng)前位置值與所述目標(biāo)位置值的差值、采集的各個(gè)所述位置值及其對(duì)應(yīng)的所述采集時(shí)間點(diǎn)，計(jì)算當(dāng)前速度輸出值；

根據(jù)速度閾值對(duì)所述當(dāng)前速度輸出值進(jìn)行閾值限定，得到實(shí)際速度輸出值；

依據(jù)所述當(dāng)前位置值與所述目標(biāo)位置值的差值、所述實(shí)際速度輸出值和預(yù)設(shè)加速度值，控制所述控制對(duì)象運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選的，所述根據(jù)所述當(dāng)前位置值與所述目標(biāo)位置值的差值、采集的各個(gè)所述位置值及其對(duì)應(yīng)的所述采集時(shí)間點(diǎn)，計(jì)算當(dāng)前速度輸出值，包括：

依據(jù)所述當(dāng)前位置值與所述目標(biāo)位置值的差值和預(yù)設(shè)比例-積分-微分算法計(jì)算調(diào)節(jié)速率；

根據(jù)最小二乘法對(duì)采集的各個(gè)所述位置值及其對(duì)應(yīng)的所述采集時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行擬合計(jì)算，得到擬合速率；

基于所述調(diào)節(jié)速率、所述擬合速率及其各自對(duì)應(yīng)的權(quán)重值計(jì)算當(dāng)前速度輸出值。

優(yōu)選的，所述根據(jù)最小二乘法對(duì)采集的各個(gè)所述位置值及其對(duì)應(yīng)的所述采集時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行擬合計(jì)算，得到擬合速率，包括：

根據(jù)采集的各個(gè)所述位置值及其對(duì)應(yīng)的所述采集時(shí)間點(diǎn)，繪制相應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)；

對(duì)各個(gè)所述坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行擬合處理，得到擬合曲線；

計(jì)算所述擬合曲線的斜率；

根據(jù)所述斜率和預(yù)設(shè)擬合系數(shù)計(jì)算擬合速率。

優(yōu)選的，所述根據(jù)速度閾值對(duì)所述當(dāng)前速度輸出值進(jìn)行閾值限定，得到實(shí)際速度輸出值，包括：

比較所述當(dāng)前速度輸出值與速度閾值；

當(dāng)所述當(dāng)前速度輸出值大于等于所述速度閾值時(shí)，將所述速度閾值確定為實(shí)際速度輸出值；

當(dāng)所述當(dāng)前速度輸出值小于所述速度閾值時(shí)，將所述當(dāng)前速度輸出值確定為實(shí)際速度輸出值。

優(yōu)選的，所述依據(jù)所述當(dāng)前位置值與所述目標(biāo)位置值的差值、所述實(shí)際速度輸出值和預(yù)設(shè)加速度值，控制所述控制對(duì)象運(yùn)動(dòng)，包括：

根據(jù)所述實(shí)際速度輸出值和預(yù)設(shè)加速度值計(jì)算減速位移值，所述減速位移值是當(dāng)所述控制對(duì)象以所述實(shí)際速度輸出值為初始速率，并以所述預(yù)設(shè)加速度值為減速運(yùn)動(dòng)到停止的位移值；

比較所述當(dāng)前位置值與所述目標(biāo)位置值的差值與所述減速位移值；

當(dāng)所述當(dāng)前位置值與所述目標(biāo)位置值的差值大于所述減速位移值時(shí)，判斷所述實(shí)際速度輸出值是否為所述速度閾值；

若是，控制所述控制對(duì)象按照所述實(shí)際速度輸出值勻速運(yùn)動(dòng)；

若否，控制所述控制對(duì)象以所述實(shí)際速度輸出值為初始速率，并以所述預(yù)設(shè)加速度值加速運(yùn)動(dòng)；

當(dāng)所述當(dāng)前位置值與所述目標(biāo)位置值的差值小于等于所述減速位移值時(shí)，控制所述控制對(duì)象以所述實(shí)際速度輸出值為初始速率，并以所述預(yù)設(shè)加速度值減速運(yùn)動(dòng)。

一種位置閉環(huán)控制裝置，包括：采集記錄模塊、運(yùn)動(dòng)到位判斷模塊、當(dāng)前速度輸出值計(jì)算模塊、實(shí)際速度輸出值獲取模塊和運(yùn)動(dòng)控制模塊；

所述采集記錄模塊，用于在當(dāng)前伺服周期內(nèi)，按照預(yù)設(shè)時(shí)間間隔依次采集控制對(duì)象的位置值并記錄采集時(shí)間點(diǎn)；

所述運(yùn)動(dòng)到位判斷模塊，用于根據(jù)當(dāng)前位置值與目標(biāo)位置值判斷所述控制對(duì)象是否運(yùn)動(dòng)到位，所述當(dāng)前位置值為所述當(dāng)前伺服周期內(nèi)最后一次采集的位置值；

所述當(dāng)前速度輸出值計(jì)算模塊，用于若未運(yùn)動(dòng)到位，根據(jù)所述當(dāng)前位置值與所述目標(biāo)位置值的差值、采集的各個(gè)所述位置值及其對(duì)應(yīng)的所述采集時(shí)間點(diǎn)，計(jì)算當(dāng)前速度輸出值；

所述實(shí)際速度輸出值獲取模塊，用于根據(jù)速度閾值對(duì)所述當(dāng)前速度輸出值進(jìn)行閾值限定，得到實(shí)際速度輸出值；

所述運(yùn)動(dòng)控制模塊，用于依據(jù)所述當(dāng)前位置值與所述目標(biāo)位置值的差值、所述實(shí)際速度輸出值和預(yù)設(shè)加速度值，控制所述控制對(duì)象運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選的，所述當(dāng)前速度輸出值計(jì)算模塊，具體用于：

依據(jù)所述當(dāng)前位置值與所述目標(biāo)位置值的差值和預(yù)設(shè)比例-積分-微分算法計(jì)算調(diào)節(jié)速率；根據(jù)最小二乘法對(duì)采集的各個(gè)所述位置值及其對(duì)應(yīng)的所述采集時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行擬合計(jì)算，得到擬合速率；基于所述調(diào)節(jié)速率、所述擬合速率及其各自對(duì)應(yīng)的權(quán)重值計(jì)算當(dāng)前速度輸出值。

優(yōu)選的，所述根據(jù)最小二乘法對(duì)采集的各個(gè)所述位置值及其對(duì)應(yīng)的所述采集時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行擬合計(jì)算，得到擬合速率的所述當(dāng)前速度輸出值計(jì)算模塊，具體用于：

根據(jù)采集的各個(gè)所述位置值及其對(duì)應(yīng)的所述采集時(shí)間點(diǎn)，繪制相應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)；對(duì)各個(gè)所述坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行擬合處理，得到擬合曲線；計(jì)算所述擬合曲線的斜率；根據(jù)所述斜率和預(yù)設(shè)擬合系數(shù)計(jì)算擬合速率。

優(yōu)選的，所述實(shí)際速度輸出值獲取模塊，具體用于：

比較所述當(dāng)前速度輸出值與速度閾值；當(dāng)所述當(dāng)前速度輸出值大于等于所述速度閾值時(shí)，將所述速度閾值確定為實(shí)際速度輸出值；當(dāng)所述當(dāng)前速度輸出值小于所述速度閾值時(shí)，將所述當(dāng)前速度輸出值確定為實(shí)際速度輸出值。

優(yōu)選的，所述運(yùn)動(dòng)控制模塊，具體用于：

根據(jù)所述實(shí)際速度輸出值和預(yù)設(shè)加速度值計(jì)算減速位移值，所述減速位移值是當(dāng)所述控制對(duì)象以所述實(shí)際速度輸出值為初始速率，并以所述預(yù)設(shè)加速度值為減速運(yùn)動(dòng)到停止的位移值；比較所述當(dāng)前位置值與所述目標(biāo)位置值的差值與所述減速位移值；當(dāng)所述當(dāng)前位置值與所述目標(biāo)位置值的差值大于所述減速位移值時(shí)，判斷所述實(shí)際速度輸出值是否為所述速度閾值；若是，控制所述控制對(duì)象按照所述實(shí)際速度輸出值勻速運(yùn)動(dòng)；若否，控制所述控制對(duì)象以所述實(shí)際速度輸出值為初始速率，并以所述預(yù)設(shè)加速度值加速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)所述當(dāng)前位置值與所述目標(biāo)位置值的差值小于等于所述減速位移值時(shí)，控制所述控制對(duì)象以所述實(shí)際速度輸出值為初始速率，并以所述預(yù)設(shè)加速度值減速運(yùn)動(dòng)。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的有益效果為：

以上本發(fā)明提供的一種位置閉環(huán)控制方法及裝置，該方法根據(jù)當(dāng)前伺服周期內(nèi)最后一次采集的當(dāng)前位置值判斷控制對(duì)象是否運(yùn)動(dòng)到位，并且，當(dāng)未運(yùn)動(dòng)到位時(shí)，根據(jù)當(dāng)前伺服周期內(nèi)采集的各個(gè)位置值及其對(duì)應(yīng)的采集時(shí)間點(diǎn)計(jì)算當(dāng)前速度輸出值，并引入速度閾值對(duì)當(dāng)前速度輸出值進(jìn)行閾值限定得到實(shí)際速度輸出值，最后通過(guò)預(yù)加速度值控制控制對(duì)象運(yùn)動(dòng)?；诒景l(fā)明公開的方法，實(shí)現(xiàn)了提前規(guī)劃控制對(duì)象的運(yùn)動(dòng)路徑，從而有效降低出現(xiàn)控制對(duì)象超調(diào)甚至飛車現(xiàn)象的可能性。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，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)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有的位置閉環(huán)控制框圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一公開的一種位置閉環(huán)控制方法流程圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例二公開的一種位置閉環(huán)控制方法部分流程圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例二公開的另一種位置閉環(huán)控制方法部分流程圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例二公開的另一種位置閉環(huán)控制方法部分流程圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例二公開的另一種位置閉環(huán)控制方法部分流程圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例三公開的一種位置閉環(huán)控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，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?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)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。

實(shí)施例一

本發(fā)明實(shí)施例一公開了一種位置閉環(huán)控制方法，應(yīng)用于位置閉環(huán)控制裝置，方法流程圖如圖2所示，該位置閉環(huán)控制方法包括如下步驟：

S101，在當(dāng)前伺服周期內(nèi)，按照預(yù)設(shè)時(shí)間間隔依次采集控制對(duì)象的位置值并記錄采集時(shí)間點(diǎn)；

在執(zhí)行步驟S101的過(guò)程中，可通過(guò)在控制對(duì)象上設(shè)置傳感器實(shí)現(xiàn)采集控制對(duì)象的位置值，在每一個(gè)伺服周期內(nèi)，按照預(yù)設(shè)時(shí)間間隔控制傳感器采集控制對(duì)象的位置值，并記錄采集時(shí)間點(diǎn)。

S102，根據(jù)當(dāng)前位置值與目標(biāo)位置值判斷控制對(duì)象是否運(yùn)動(dòng)到位，當(dāng)前位置值為當(dāng)前伺服周期內(nèi)最后一次采集的位置值；

在執(zhí)行步驟S102的過(guò)程中，通過(guò)判斷當(dāng)前位置值與目標(biāo)位置值的差是否為0，即可確定控制對(duì)象是否運(yùn)動(dòng)到位；若差為0，則表示運(yùn)動(dòng)到位；若差不為0，則表示未運(yùn)動(dòng)到位；進(jìn)一步的，根據(jù)當(dāng)前位置值與目標(biāo)位置值的差的正負(fù)，即可確定控制對(duì)象的運(yùn)動(dòng)方向。

S103，若未運(yùn)動(dòng)到位，根據(jù)當(dāng)前位置值與目標(biāo)位置值的差值、采集的各個(gè)位置值及其對(duì)應(yīng)的采集時(shí)間點(diǎn)，計(jì)算當(dāng)前速度輸出值；

S104，根據(jù)速度閾值對(duì)當(dāng)前速度輸出值進(jìn)行閾值限定，得到實(shí)際速度輸出值；

S105，依據(jù)當(dāng)前位置值與目標(biāo)位置值的差值、實(shí)際速度輸出值和預(yù)設(shè)加速度值，控制控制對(duì)象運(yùn)動(dòng)。

需要說(shuō)明的是，若運(yùn)動(dòng)到位，則執(zhí)行步驟S106，生成用于表征控制對(duì)象到達(dá)目標(biāo)位置的提示信息；提示裝置接收該提示信息可以以預(yù)設(shè)形式進(jìn)行提示控制對(duì)象到達(dá)目標(biāo)位置；例如提示裝置可以是提示燈，提示燈閃爍、點(diǎn)亮或變換顯示顏色都可以表示控制對(duì)象到達(dá)目標(biāo)位置。

本發(fā)明實(shí)施例公開的一種位置閉環(huán)控制方法，根據(jù)當(dāng)前伺服周期內(nèi)最后一次采集的當(dāng)前位置值判斷控制對(duì)象是否運(yùn)動(dòng)到位，并且，當(dāng)未運(yùn)動(dòng)到位時(shí)，根據(jù)當(dāng)前伺服周期內(nèi)采集的各個(gè)位置值及其對(duì)應(yīng)的采集時(shí)間點(diǎn)計(jì)算當(dāng)前速度輸出值，并引入速度閾值對(duì)當(dāng)前速度輸出值進(jìn)行閾值限定得到實(shí)際速度輸出值，最后通過(guò)預(yù)加速度值控制控制對(duì)象運(yùn)動(dòng)。基于本發(fā)明公開的方法，實(shí)現(xiàn)了提前規(guī)劃控制對(duì)象的運(yùn)動(dòng)路徑，從而有效降低出現(xiàn)控制對(duì)象超調(diào)甚至飛車現(xiàn)象的可能性。

實(shí)施例二

結(jié)合上述本發(fā)明實(shí)施例一公開的位置閉環(huán)控制方法，如圖2所示出的步驟S103中根據(jù)當(dāng)前位置值與目標(biāo)位置值的差值、采集的各個(gè)位置值及其對(duì)應(yīng)的采集時(shí)間點(diǎn)，計(jì)算當(dāng)前速度輸出值的具體執(zhí)行過(guò)程，如圖3所示，包括如下步驟：

S201，依據(jù)當(dāng)前位置值與目標(biāo)位置值的差值和預(yù)設(shè)比例-積分-微分算法計(jì)算調(diào)節(jié)速率；

在執(zhí)行步驟S201的過(guò)程中，通過(guò)將當(dāng)前位置值與目標(biāo)位置值的差值代入預(yù)設(shè)比例-積分-微分算法u(k)＝u(k-1)+A*e(k-1)+B*e(k-2)中計(jì)算調(diào)節(jié)速度值，其中，u(k)為調(diào)節(jié)速度值，u(k-1)為上一次的調(diào)節(jié)速度值，e(k-1)為當(dāng)前位置值與目標(biāo)位置值的差值，e(k-2)為上一次調(diào)節(jié)過(guò)程中e(k-1)的值，A為第一預(yù)設(shè)偏差系數(shù)，B為第二預(yù)設(shè)偏差系數(shù)，如果為第一次計(jì)算，則u(k-1)和e(k-2)均為0，并且每計(jì)算一次，k的值就加1。

S202，根據(jù)最小二乘法對(duì)采集的各個(gè)位置值及其對(duì)應(yīng)的采集時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行擬合計(jì)算，得到擬合速率；

S203，基于調(diào)節(jié)速率、擬合速率及其各自對(duì)應(yīng)的權(quán)重值計(jì)算當(dāng)前速度輸出值；

在執(zhí)行步驟S203的過(guò)程中，調(diào)節(jié)速率與擬合速率的權(quán)重值可根據(jù)實(shí)際需要具體設(shè)置，兩者的權(quán)重值之和為1，假設(shè)調(diào)節(jié)速度值為u，擬合速度值為m，并且各自對(duì)應(yīng)的權(quán)重值分別為a和1-a，則當(dāng)前速度輸出值為u*a+m*(1-a)。

本發(fā)明實(shí)施例公開的一種位置閉環(huán)控制方法，在判斷控制對(duì)象未運(yùn)動(dòng)到位時(shí)，根據(jù)當(dāng)前位置值與目標(biāo)位置值的差值計(jì)算調(diào)節(jié)速率、依據(jù)采集的各個(gè)位置值及其對(duì)應(yīng)的采集時(shí)間點(diǎn)計(jì)算擬合速率，最終根據(jù)調(diào)節(jié)速率、擬合速率及其各自對(duì)應(yīng)的權(quán)重值計(jì)算當(dāng)前速度輸出值，并引入速度閾值對(duì)當(dāng)前速度輸出值進(jìn)行閾值限定得到實(shí)際速度輸出值，最后通過(guò)預(yù)加速度值控制控制對(duì)象運(yùn)動(dòng)?；诒景l(fā)明公開的方法，實(shí)現(xiàn)了提前規(guī)劃控制對(duì)象的運(yùn)動(dòng)路徑，從而有效降低出現(xiàn)控制對(duì)象超調(diào)甚至飛車現(xiàn)象的可能性。

結(jié)合上述本發(fā)明實(shí)施例二公開的位置閉環(huán)控制方法，如圖3所示出的步驟S202中根據(jù)最小二乘法對(duì)采集的各個(gè)位置值及其對(duì)應(yīng)的采集時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行擬合計(jì)算，得到擬合速率的具體執(zhí)行過(guò)程，如圖4所示，包括如下步驟：

S301，根據(jù)采集的各個(gè)位置值及其對(duì)應(yīng)的采集時(shí)間點(diǎn)，繪制相應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)；

在執(zhí)行步驟S301的過(guò)程中，可根據(jù)采集的各個(gè)位置值及其對(duì)應(yīng)的采集時(shí)間點(diǎn)構(gòu)建坐標(biāo)系，具體可將位置設(shè)置為y軸，將時(shí)間設(shè)置為x軸，進(jìn)而繪制相應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)。

S302，對(duì)各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行擬合處理，得到擬合曲線；

S303，計(jì)算擬合曲線的斜率；

在執(zhí)行步驟S303的過(guò)程中，如果坐標(biāo)系y軸為位置，x軸為時(shí)間的話，那么擬合曲線的斜率即是當(dāng)前擬合速度值。

S304，根據(jù)斜率和預(yù)設(shè)擬合系數(shù)計(jì)算擬合速率。

本發(fā)明實(shí)施例公開的一種位置閉環(huán)控制方法，在判斷控制對(duì)象未運(yùn)動(dòng)到位時(shí)，根據(jù)當(dāng)前位置值與目標(biāo)位置值的差值計(jì)算調(diào)節(jié)速率、依據(jù)采集的各個(gè)位置值及其對(duì)應(yīng)的采集時(shí)間點(diǎn)計(jì)算擬合速率，最終根據(jù)調(diào)節(jié)速率、擬合速率及其各自對(duì)應(yīng)的權(quán)重值計(jì)算當(dāng)前速度輸出值，并引入速度閾值對(duì)當(dāng)前速度輸出值進(jìn)行閾值限定得到實(shí)際速度輸出值，最后通過(guò)預(yù)加速度值控制控制對(duì)象運(yùn)動(dòng)?；诒景l(fā)明公開的方法，實(shí)現(xiàn)了提前規(guī)劃控制對(duì)象的運(yùn)動(dòng)路徑，從而有效降低出現(xiàn)控制對(duì)象超調(diào)甚至飛車現(xiàn)象的可能性。

結(jié)合上述本發(fā)明實(shí)施例一公開的位置閉環(huán)控制方法，如圖2所示出的步驟S104中根據(jù)速度閾值對(duì)當(dāng)前速度輸出值進(jìn)行閾值限定，得到實(shí)際速度輸出值的具體執(zhí)行過(guò)程，如圖5所示，包括如下步驟：

S401，比較當(dāng)前速度輸出值與速度閾值；

S402，當(dāng)當(dāng)前速度輸出值大于等于速度閾值時(shí)，將速度閾值確定為實(shí)際速度輸出值；

S403，當(dāng)當(dāng)前速度輸出值小于速度閾值時(shí)，將當(dāng)前速度輸出值確定為實(shí)際速度輸出值。

本發(fā)明實(shí)施例公開的一種位置閉環(huán)控制方法，在判斷控制對(duì)象未運(yùn)動(dòng)到位時(shí)，根據(jù)當(dāng)前伺服周期內(nèi)采集的各個(gè)位置值及其對(duì)應(yīng)的采集時(shí)間點(diǎn)計(jì)算當(dāng)前速度輸出值，并引入速度閾值對(duì)當(dāng)前速度輸出值進(jìn)行閾值限定得到實(shí)際速度輸出值，最后通過(guò)預(yù)加速度值控制控制對(duì)象運(yùn)動(dòng)?；诒景l(fā)明公開的方法，實(shí)現(xiàn)了提前規(guī)劃控制對(duì)象的運(yùn)動(dòng)路徑，從而有效降低出現(xiàn)控制對(duì)象超調(diào)甚至飛車現(xiàn)象的可能性。

結(jié)合上述本發(fā)明實(shí)施例一公開的位置閉環(huán)控制方法，如圖2所示出的步驟S105中依據(jù)當(dāng)前位置值與目標(biāo)位置值的差值、實(shí)際速度輸出值和預(yù)設(shè)加速度值，控制控制對(duì)象運(yùn)動(dòng)的具體執(zhí)行過(guò)程，如圖6所示，包括如下步驟：

S501，根據(jù)實(shí)際速度輸出值和預(yù)設(shè)加速度值計(jì)算減速位移值，減速位移值是當(dāng)控制對(duì)象以實(shí)際速度輸出值為初始速率，并以預(yù)設(shè)加速度值為減速運(yùn)動(dòng)到停止的位移值；

s＝v_a²/2a

其中，s為減速位移值，v_a為實(shí)際速度輸出值，a為預(yù)設(shè)加速度值。

S502，比較當(dāng)前位置值與目標(biāo)位置值的差值與減速位移值；

S503，當(dāng)當(dāng)前位置值與目標(biāo)位置值的差值大于減速位移值時(shí)，判斷實(shí)際速度輸出值是否為速度閾值；

S504，若是，控制控制對(duì)象按照實(shí)際速度輸出值勻速運(yùn)動(dòng)；

S505，若否，控制控制對(duì)象以實(shí)際速度輸出值為初始速率，并以預(yù)設(shè)加速度值加速運(yùn)動(dòng)；

S506，當(dāng)當(dāng)前位置值與目標(biāo)位置值的差值小于等于減速位移值時(shí)，控制控制對(duì)象以實(shí)際速度輸出值為初始速率，并以預(yù)設(shè)加速度值減速運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明實(shí)施例公開的一種位置閉環(huán)控制方法，在判斷控制對(duì)象未運(yùn)動(dòng)到位時(shí)，根據(jù)當(dāng)前伺服周期內(nèi)采集的各個(gè)位置值及其對(duì)應(yīng)的采集時(shí)間點(diǎn)計(jì)算當(dāng)前速度輸出值，并引入速度閾值對(duì)當(dāng)前速度輸出值進(jìn)行閾值限定得到實(shí)際速度輸出值，最后通過(guò)預(yù)加速度值控制控制對(duì)象運(yùn)動(dòng)?；诒景l(fā)明公開的方法，實(shí)現(xiàn)了提前規(guī)劃控制對(duì)象的運(yùn)動(dòng)路徑，從而有效降低出現(xiàn)控制對(duì)象超調(diào)甚至飛車現(xiàn)象的可能性。

實(shí)施例三

基于上述本發(fā)明實(shí)施例一和實(shí)施例二公開的位置閉環(huán)控制方法，本發(fā)明實(shí)施例則對(duì)應(yīng)公開了執(zhí)行方法的位置閉環(huán)控制裝置，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖7所示，位置閉環(huán)控制裝置200，包括：采集記錄模塊201、運(yùn)動(dòng)到位判斷模塊202、當(dāng)前速度輸出值計(jì)算模塊203、實(shí)際速度輸出值獲取模塊204和運(yùn)動(dòng)控制模塊205；

采集記錄模塊201，用于在當(dāng)前伺服周期內(nèi)，按照預(yù)設(shè)時(shí)間間隔依次采集控制對(duì)象的位置值并記錄采集時(shí)間點(diǎn)；

運(yùn)動(dòng)到位判斷模塊202，用于根據(jù)當(dāng)前位置值與目標(biāo)位置值判斷控制對(duì)象是否運(yùn)動(dòng)到位，當(dāng)前位置值為當(dāng)前伺服周期內(nèi)最后一次采集的位置值；

當(dāng)前速度輸出值計(jì)算模塊203，用于若未運(yùn)動(dòng)到位，根據(jù)當(dāng)前位置值與目標(biāo)位置值的差值、采集的各個(gè)位置值及其對(duì)應(yīng)的采集時(shí)間點(diǎn)，計(jì)算當(dāng)前速度輸出值；

實(shí)際速度輸出值獲取模塊204，用于根據(jù)速度閾值對(duì)當(dāng)前速度輸出值進(jìn)行閾值限定，得到實(shí)際速度輸出值；

運(yùn)動(dòng)控制模塊205，用于依據(jù)當(dāng)前位置值與目標(biāo)位置值的差值、實(shí)際速度輸出值和預(yù)設(shè)加速度值，控制控制對(duì)象運(yùn)動(dòng)。

需要說(shuō)明的是，當(dāng)前速度輸出值計(jì)算模塊203，具體用于：

依據(jù)當(dāng)前位置值與目標(biāo)位置值的差值和預(yù)設(shè)比例-積分-微分算法計(jì)算調(diào)節(jié)速率；根據(jù)最小二乘法對(duì)采集的各個(gè)位置值及其對(duì)應(yīng)的采集時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行擬合計(jì)算，得到擬合速率；基于調(diào)節(jié)速率、擬合速率及其各自對(duì)應(yīng)的權(quán)重值計(jì)算當(dāng)前速度輸出值。

還需要說(shuō)明的是，根據(jù)最小二乘法對(duì)采集的各個(gè)位置值及其對(duì)應(yīng)的采集時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行擬合計(jì)算，得到擬合速率的當(dāng)前速度輸出值計(jì)算模塊203，具體用于：

根據(jù)采集的各個(gè)位置值及其對(duì)應(yīng)的采集時(shí)間點(diǎn)，繪制相應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)；對(duì)各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行擬合處理，得到擬合曲線；計(jì)算擬合曲線的斜率；根據(jù)斜率和預(yù)設(shè)擬合系數(shù)計(jì)算擬合速率。

還需要說(shuō)明的是，實(shí)際速度輸出值獲取模塊204，具體用于：

比較當(dāng)前速度輸出值與速度閾值；當(dāng)當(dāng)前速度輸出值大于等于速度閾值時(shí)，將速度閾值確定為實(shí)際速度輸出值；當(dāng)當(dāng)前速度輸出值小于速度閾值時(shí)，將當(dāng)前速度輸出值確定為實(shí)際速度輸出值。

還需要說(shuō)明的是，運(yùn)動(dòng)控制模塊205，具體用于：

根據(jù)實(shí)際速度輸出值和預(yù)設(shè)加速度值計(jì)算減速位移值，減速位移值是當(dāng)控制對(duì)象以實(shí)際速度輸出值為初始速率，并以預(yù)設(shè)加速度值為減速運(yùn)動(dòng)到停止的位移值；比較當(dāng)前位置值與目標(biāo)位置值的差值與減速位移值；當(dāng)當(dāng)前位置值與目標(biāo)位置值的差值大于減速位移值時(shí)，判斷實(shí)際速度輸出值是否為速度閾值；若是，控制控制對(duì)象按照實(shí)際速度輸出值勻速運(yùn)動(dòng)；若否，控制控制對(duì)象以實(shí)際速度輸出值為初始速率，并以預(yù)設(shè)加速度值加速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)當(dāng)前位置值與目標(biāo)位置值的差值小于等于減速位移值時(shí)，控制控制對(duì)象以實(shí)際速度輸出值為初始速率，并以預(yù)設(shè)加速度值減速運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明實(shí)施例公開的一種位置閉環(huán)控制裝置，根據(jù)當(dāng)前伺服周期內(nèi)最后一次采集的當(dāng)前位置值判斷控制對(duì)象是否運(yùn)動(dòng)到位，并且，當(dāng)未運(yùn)動(dòng)到位時(shí)，根據(jù)當(dāng)前伺服周期內(nèi)采集的各個(gè)位置值及其對(duì)應(yīng)的采集時(shí)間點(diǎn)計(jì)算當(dāng)前速度輸出值，并引入速度閾值對(duì)當(dāng)前速度輸出值進(jìn)行閾值限定得到實(shí)際速度輸出值，最后通過(guò)預(yù)加速度值控制控制對(duì)象運(yùn)動(dòng)?；诒景l(fā)明公開的裝置，實(shí)現(xiàn)了提前規(guī)劃控制對(duì)象的運(yùn)動(dòng)路徑，從而有效降低出現(xiàn)控制對(duì)象超調(diào)甚至飛車現(xiàn)象的可能性。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種位置閉環(huán)控制方法及裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可。對(duì)于實(shí)施例公開的裝置而言，由于其與實(shí)施例公開的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見方法部分說(shuō)明即可。

還需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素，或者是還包括為這些過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。