專利名稱：一種基于電流控制的移動(dòng)式機(jī)器人能量控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種基于電流控制的移動(dòng)式機(jī)器人能量控制方法,它適用于利用直流變換 裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)能量管理的控制方法，屬于自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在國防、醫(yī)療、工業(yè)、海洋探測、航空航天、交通等諸多方面，移動(dòng)機(jī)器人顯示出越 來越廣闊的應(yīng)用前景，它己經(jīng)引起了世界各國的極大關(guān)注。隨著世界人口的增長，社會(huì)發(fā) 展對(duì)能源的需求也不斷增加。世界能源的短缺問題，機(jī)器人的能源消耗及其能量管理成為 機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域亟待解決的問題之一。
一般地，機(jī)器人的能量控制算法常使用DC/DC電壓控制，其原理如下當(dāng)機(jī)器人電
機(jī)的輸出功率小于Pmax時(shí)，DC-DC變換器輸出始終恒定在某一預(yù)設(shè)電壓U0;當(dāng)DC-DC
變換器輸出功率達(dá)到對(duì)應(yīng)于蓄電池最大功率點(diǎn)時(shí)，DC-DC變換器輸出電壓和電流成反比關(guān) 系，輸出功率保持恒定；當(dāng)功率需求繼續(xù)增加，由于DC-DC變換器的電流I皿限制，輸 出功率下降快速。該方法控制簡單，能量在電機(jī)和蓄電池之間進(jìn)行自動(dòng)分配，母線恒定值
限制了蓄電池的過放。此方法也包含很大的缺陷在其中動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)，只控制母線電壓無
法精確控制各部件的能量分配；由于缺乏對(duì)蓄電池內(nèi)壓、內(nèi)阻和SOC (state of charge:電 荷容量)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確估計(jì)，只依靠母線電壓一個(gè)量無法做到對(duì)蓄電池功率的精確控制，蓄電 池在實(shí)際運(yùn)行中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)過放現(xiàn)象，對(duì)蓄電池使用壽命造成影響。另外，目前機(jī)器人的 使用中還存在以下的問題 一是機(jī)器人的頻繁啟制動(dòng)中，短短的幾秒鐘內(nèi)完成啟動(dòng)與制動(dòng)， 需要很大的功率，而蓄電池不能提供這樣大的瞬時(shí)功率，而且頻繁地啟動(dòng)對(duì)蓄電池的壽命 而言也是很大的威脅；二是機(jī)器人頻繁的制動(dòng)過程中，制動(dòng)反饋的再生能量只能通過能耗 電阻消耗掉，沒有達(dá)到能源的再生利用，電阻發(fā)熱消耗再生能量既浪費(fèi)了能源又增加了整 個(gè)機(jī)器人的熱污染。
因此，在機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng)中需要在蓄電池的基礎(chǔ)上加入超級(jí)電容器，新的機(jī)器人整 機(jī)能量控制方法需要解決蓄電池、電機(jī)和超級(jí)電容器三者之間的能量明確分配的問題，而 本發(fā)明提出的直流變換器電流控制可以很好的解決這個(gè)問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人內(nèi)部各個(gè)模塊之間實(shí)時(shí)通訊，本發(fā)明的目的在于針對(duì)移動(dòng)式機(jī)器人， 結(jié)合能量回饋，釆用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的CAN總線連接各個(gè)工作模塊，給出一種基于電流控制的能
4量控制方法,以實(shí)現(xiàn)各模塊之間的實(shí)時(shí)通訊。
本發(fā)明的能量控制方法原理如下直流電機(jī)、蓄電池和超級(jí)電容器三個(gè)能量單元，并 聯(lián)在同一母線上，其中，蓄電池包括鎳氫電池和鋰離子電池。因此，只要確定了三個(gè)之中 的兩個(gè)能量單元輸入輸出功率，那么整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)能量流動(dòng)就會(huì)確定。直流電機(jī)功率反映 機(jī)器人作業(yè)要求，可以根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度與電機(jī)轉(zhuǎn)速通過標(biāo)定MAP圖得出；母線直接 接在蓄電池兩端口上，其電壓直接反映了蓄電池內(nèi)部電壓大小，因?yàn)樾铍姵剌敵龉β视尚?電池的放電電流決定；超級(jí)電容器的輸入、輸出功率由超級(jí)電容器的充、放電電流決定。 綜上，可以考慮在蓄電池和直流電機(jī)之間并聯(lián)一個(gè)直流電力變換裝置(雙向DC/DC變換 器)，由它來控制母線上蓄電池側(cè)輸出電壓或電流大小。
電機(jī)功率Pm。t。r、雙向直流變換器DC/DC功率PDC/DC和蓄電池功率Pbat之間供求關(guān)系如
下
Pmotor=PDC/DC+Pbat
其中電機(jī)功率Pm。t。r可通過査表方法確定，只有確定PDC/DC量值，那么根據(jù)此關(guān)系式，即 可確定蓄電池輸入輸出功率Pbat，同時(shí)由于這三者并聯(lián)于母線上，電壓相等，則功率關(guān)系 可以轉(zhuǎn)換為電流供求關(guān)系-Imotor=lDC/DC+Ibat
因此，本方法的核心是確定雙向DC/DC的輸出電流bc/Dc目標(biāo)值，即可確定整個(gè)機(jī)器人動(dòng) 力系統(tǒng)的功率分配問題。也就是說，本發(fā)明能讓整機(jī)控制器在限定的釆樣間隔(50ms) 內(nèi)，根據(jù)CAN總線傳遞的各部件狀態(tài)信號(hào)，求解出明確的能量控制數(shù)值，并最終發(fā)送給 執(zhí)行部件DC/DC變換器實(shí)現(xiàn)能量控制。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下 本發(fā)明提供一種基于電流控制的移動(dòng)式機(jī)器人能量控制方法，其硬件主要包括直流電 機(jī)、超級(jí)電容器、鎳氫電池、鋰離子電池和雙向DC/DC直流變換器，它們并聯(lián)于母線之 上，完成功率供求轉(zhuǎn)換關(guān)系，從而滿足移動(dòng)式機(jī)器人作業(yè)需求，其特征在于，該方法包括
以下步驟
(1) 信號(hào)采集由CAN總線總線采集蓄電池端口電壓作為母線電壓信號(hào)VDC/DC;由CAN 總線采集電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)rm。t。r;由CAN總線釆集機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度Vr。b。t均傳送給機(jī)器人的整機(jī) 控制器；
(2) 在整機(jī)控制器中，利用已知的電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)rm。t。r和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度Vr。b。t，釆取查
表方式，計(jì)算出電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Tm。t。r，公式表達(dá)式為Tmoto廠f(i"motor， vrobot),
其中，輸出量T咖t。r為電機(jī)的目標(biāo)扭矩，輸入量r咖t。r為電機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速，Vr。b。t為機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速 度，f(.)表示査表用的非線性函數(shù)；
(3)在整機(jī)控制器中，計(jì)算電機(jī)需求總功率Pm。to:
其中輸出量Pm。t。r為電機(jī)需求總功率，為電機(jī)控制效率，7自。,為電機(jī)效率
(4) 在整機(jī)控制器中,計(jì)算其它輔助裝置功率需求PAUX,可以獲得額外功率量值
Pmix=Pmotor+PAUX
其中Pmix表示包括電機(jī)需求和包括其他輔助裝置功率在內(nèi)功率消耗部件的總功率；
(5) 在整機(jī)控制器中,計(jì)算蓄電池充放電功率，蓄電池包括鎳氫電池和鋰離子電池
Pba尸Pmax一bat X (SOCim_barSOCbat) 其中輸出量Pbat為蓄電池充放電功率,PmaxJnrt為蓄電池最大充放電功率；
(6) 在整機(jī)控制器中，計(jì)算超級(jí)電容器充放電功率
Pcap—Pmax一cap X (SOCiim_cap-SOCCap) 其中輸出量Pcap為蓄電池充放電功率,Pmax^p為蓄電池最大充放電功率；
:(7)在整車控制器中,計(jì)算DC/DC輸出功率PDc/Dc為
(8) 在整機(jī)控制器中,計(jì)算DC/DC輸出電流lDc/Dc為 Idc/dc=Pdc/dc/Vdc/dc
(9) 此Idc/dc經(jīng)過一階濾波,滿足DC/DC變換器動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)相應(yīng)過程后，由整機(jī)控制器通 過CAN總線通信發(fā)送給雙向DC/DC控制器,實(shí)現(xiàn)雙向DC/DC電流控制。
本發(fā)明控制原理如下
1. 動(dòng)力系統(tǒng)總線電壓由蓄電池決定；
2. 電機(jī)驅(qū)動(dòng)為電流源，即動(dòng)力系統(tǒng)的負(fù)載表現(xiàn)為電流模式；
3. 通過控制DC/DC輸出端的電流來控制蓄電池的輸出功率；
4. 蓄電池的充電放電電流為DC/DC輸出端的電流和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電流之和，其功率控 制是明確的；
5. 因此動(dòng)力系統(tǒng)中總線電壓和各支路電流是完全可控的。
; 本方法考慮超級(jí)電容器SOC狀態(tài)和電機(jī)功率需求，實(shí)現(xiàn)能量反饋環(huán)節(jié)當(dāng)直流電機(jī)處 于耗能狀態(tài)時(shí)，直流電機(jī)消耗電能，引起總線電壓下降，雙向DC/DC變換器端電壓下降，超級(jí)電容器組放電，實(shí)現(xiàn)超級(jí)電容器與蓄電池的聯(lián)合啟動(dòng)直流電機(jī)?，F(xiàn)在考慮直流電機(jī)制 動(dòng)或者減速時(shí)的能量回饋問題。再生能量的儲(chǔ)存和利用主要是通過儲(chǔ)能裝置，即超級(jí)電容 器組和雙向DC/DC變換器組成，當(dāng)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速下降或者制動(dòng)時(shí)，處于能量再生狀態(tài)， 工作電機(jī)反轉(zhuǎn)將再生能量轉(zhuǎn)換成電能引起總線電壓升高，總線電壓升高引起雙向DC/DC 變換器端電壓上升，從而對(duì)超級(jí)電容器組充電，達(dá)到能量的回饋。那么總的來說，直流電 機(jī)啟動(dòng)過程中，超級(jí)電容器組也為直流電機(jī)放電，可以有效地減小直流電機(jī)啟動(dòng)過程中加 速給蓄電池造成的大電流的沖擊，在能量回饋的過程中，又可以有效地將直流電機(jī)減少的 動(dòng)能回饋到超級(jí)電容器中進(jìn)行能量的再利用，實(shí)現(xiàn)能量的循環(huán)利用以及減少能量的浪費(fèi)。 同時(shí)，由于超級(jí)電容器并聯(lián)在直流總線上，可以自動(dòng)監(jiān)測直流總線電壓，如果總線電壓不 發(fā)生變化，則超級(jí)電容器處于準(zhǔn)備狀態(tài)，不工作。當(dāng)總線的電壓上升，超級(jí)電容器進(jìn)入充 電狀態(tài)，此時(shí)其充電電流大小自動(dòng)根據(jù)反饋的能量大小決定。
本方法也適合于其它的由直流變換裝置實(shí)現(xiàn)控制的混合動(dòng)力結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)負(fù)載功率的 精確控制，可為各種能量控制方法實(shí)現(xiàn)提供試驗(yàn)平臺(tái)。


圖l為本發(fā)明移動(dòng)式機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 圖2為本發(fā)明基于電流控制的移動(dòng)式機(jī)器人能量控制方法流程框圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施作進(jìn)一步說明
圖1為本發(fā)明的移動(dòng)式機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中雙股粗實(shí)線代表能量流動(dòng) 線路，單股虛線代表基于CAN總線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臓顟B(tài)和控制信號(hào)流動(dòng)線路。蓄電池10作為 主能量源，包含鎳氫電池組和鋰離子電池組，蓄電池通過雙向DC/DC直流變換器20與超 級(jí)電容器30和電機(jī)控制器40并聯(lián)，電機(jī)控制器用來控制電機(jī)50，這樣，通過控制雙向 DC/DC電流輸出，即可以控制蓄電池電流輸出和功率輸出，又可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)輸入輸出電流 和超級(jí)電容器輸入輸出電流的自動(dòng)控制，目標(biāo)明確。蓄電池由蓄電池控制器60控制，雙 向DC/DC控制器70控制雙向DC/DC直流變換器，超級(jí)電容器控制器80控制超級(jí)電容器 的充、放電，機(jī)器人總機(jī)控制器90為總控制器。也就是說，蓄電池、雙向DC/DC變換器、 超級(jí)電容器和電機(jī)等部件都有自己的控制器它們將控制部件的狀態(tài)信號(hào)收集起來，通過 CAN總線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給整機(jī)控制器，然后接受整機(jī)控制器送出的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各自部 件的控制。整機(jī)控制器處于分布式控制網(wǎng)絡(luò)的核心，它將各個(gè)部件的信息匯總，結(jié)合當(dāng)前機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，執(zhí)行相應(yīng)的方法后生成控制命令，通過CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)布到各個(gè)子部件， 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)子部件的控制。
基于CAN總線的通信具有系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換量大，實(shí)時(shí)性和可靠性高的特點(diǎn)，適合于整 機(jī)控制器對(duì)移動(dòng)式機(jī)器人的整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行能量控制和對(duì)各部件協(xié)調(diào)控制，基于CAN總線 的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括整機(jī)控制器、蓄電池組系統(tǒng)、DC/DC變換器、電機(jī)及其控制器等節(jié)點(diǎn)，它 們以整機(jī)控制器作為信息交換中心，其它節(jié)點(diǎn)之間不直接交換數(shù)據(jù)。選擇雙向DC/DC變 換器是因?yàn)槌?jí)電容器組連接雙向DC/DC變換器共同組成儲(chǔ)能單元，與蓄電池并聯(lián)一起 為直流電機(jī)供能，當(dāng)電機(jī)制動(dòng)時(shí)能量回饋到超級(jí)電容器組中。超級(jí)電容器只能輸入和輸出 直流電，所以要實(shí)現(xiàn)超級(jí)電容器的充放電，必須選擇直流雙向DC/DC變換器來實(shí)現(xiàn)能量 的雙向流動(dòng)。
圖2為本發(fā)明基于電流控制的移動(dòng)式機(jī)器人能量控制方法流程框圖。當(dāng)采樣開始100 后，首先由CAN總線采集動(dòng)力系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信號(hào)IIO，其中包含母線電壓信號(hào)VDC/DC、 電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)rm。t。r和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度Vrob。t。由于母線接在蓄電池兩端口上，母線電壓代
表了蓄電池內(nèi)部電壓，經(jīng)過一階低頻濾波后得到去除高頻噪聲的母線電壓值VDC/DC。整機(jī)
控制器接受CAN總線傳輸?shù)碾姍C(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)rm。t。r和機(jī)器人當(dāng)前速度Vrob。t，通過轉(zhuǎn)矩MAP
圖插值査取電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩120。電機(jī)目標(biāo)扭矩Tm。t。r與電機(jī)轉(zhuǎn)速rm。t。r乘積可以獲得電機(jī) 輸出功率需求，它與效率的比值可以獲得母線上輸入電機(jī)控制器的總功率Pm。t。r130，效率
包括電機(jī)控制器效率77m。to 和電機(jī)效率7m。to,兩部分，它們是對(duì)電機(jī)及電機(jī)控制器通過離 線匹配標(biāo)定得到參數(shù)，是溫度的非線性函數(shù)。經(jīng)過上述處理，獲得了電機(jī)需求功率后，緊
接著依次計(jì)算輔助功率消耗部件的功率Paux140，蓄電池的放電功率150以及超級(jí)電容器
的充、放電功率160，最后，根據(jù)總功率估計(jì)值PDC/DC170和母線電壓值VDC/Dc，可以計(jì)
算出DC/DC輸出電流值IDC/DC180，如下式 Idc/dc=Pdc/dc^V dc/dc
此iDc/Dc經(jīng)過一階濾波，滿足DC/DC變換器動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)相應(yīng)過程后，由整機(jī)控制器通過CAN 總線通信發(fā)送給DC/DC控制器，實(shí)現(xiàn)DC/DC電流控制l卯，CAN總線進(jìn)入下一個(gè)采用200。 本發(fā)明的一種基于電流控制的移動(dòng)式機(jī)器人能量控制方法，其硬件主要包括直流電 機(jī)、超級(jí)電容器、鎳氫電池、鋰離子電池和雙向DC/DC直流變換器，它們并聯(lián)于母線之 上，完成功率供求轉(zhuǎn)換關(guān)系，從而滿足移動(dòng)式機(jī)器人作業(yè)需求，其特征在于，該方法包括 以下步驟
(l)信號(hào)釆集由CAN總線總線采集蓄電池端口電壓作為母線電壓信號(hào)VDC/Dc;由CAN總線采集電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)rm。t。r;由CAN總線采集機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度Vr。b。t均傳送給機(jī)器人的整機(jī)
控制器；
(2)在整機(jī)控制器中，利用已知的電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)rm。t。r和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度Vr。b。t，采取査 表方式，計(jì)算出電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Tm。t。r,公式表達(dá)式為
Tmotor—f(fmotor， Vrob。t)，
其中，輸出量Tm。t。r為電機(jī)的目標(biāo)扭矩，輸入量^。t。r為電機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速，Vr。b。t為機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速 度，f(.)表示査表用的非線性函數(shù)；
(3)在整機(jī)控制器中，計(jì)算電機(jī)需求總功率Pm。t。r:
其中輸出量Pm。t。r為電機(jī)需求總功率，/7 ^,為電機(jī)控制效率，、。,。,為電機(jī)效率
(4) 在整機(jī)控制器中,計(jì)算其它輔助裝置功率需求PAUX,可以獲得額外功率量值
Pmix=Pmotor+PAUX
其中Pm,x表示包括電機(jī)需求和包括其他輔助裝置功率在內(nèi)功率消耗部件的總功率；
(5) 在整機(jī)控制器中,計(jì)算蓄電池充放電功率，蓄電池包括鎳氫電池和鋰離子電池
Pbat=Pmax—bat X (SOCiim一ba廣SOCbat) 其中輸出量Pbat為蓄電池充放電功率,Pmax—bat為蓄電池最大充放電功率；
(6) 在整機(jī)控制器中,計(jì)算超級(jí)電容器充放電功率
Pcap—Pmax—cap X (SOCiim—Cap-SOCcap) 其中輸出量Pcap為蓄電池充放電功率,Pma^ap為蓄電池最大充放電功率；
(7) 在整車控制器中,計(jì)算DC/DC輸出功率PDc/Dc為
^ZX:/DC — j ma t丄/jaf T J rap — mWor 丁 j爿f^ t j 6加t j cflp
(8) 在整機(jī)控制器中,計(jì)算DC/DC輸出電流Ioc/dc為
Idc/dc=Pdc/dc/V dc/dc
(9)此Idc/dc經(jīng)過一階濾波，滿足DC/DC變換器動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)相應(yīng)過程后,由整機(jī)控制器通過 CAN總線通信發(fā)送給雙向DC/DC控制器，實(shí)現(xiàn)雙向DC/DC電流控制。
權(quán)利要求
1、一種基于電流控制的移動(dòng)式機(jī)器人能量控制方法，其硬件主要包括直流電機(jī)、超級(jí)電容器組、鎳氫電池組、鋰離子電池組和雙向DC/DC直流變換器，它們并聯(lián)于母線之上，完成功率供求轉(zhuǎn)換關(guān)系，從而滿足移動(dòng)式機(jī)器人作業(yè)需求，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)信號(hào)采集由CAN總線總線采集蓄電池端口電壓作為母線電壓信號(hào)VDC/DC；由CAN總線采集電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)rmotor；由CAN總線采集機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度vrobot均傳送給機(jī)器人的整機(jī)控制器；(2)在整機(jī)控制器中，利用已知的電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)rmotor和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度vrobot，采取查表方式，計(jì)算出電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Tmotor，公式表達(dá)式為Tmotor＝f(rmotor，vrobot)，其中，輸出量Tmotor為電機(jī)的目標(biāo)扭矩，輸入量rmotor為電機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速，vrobot為機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度，f(.)表示查表用的非線性函數(shù)；(3)在整機(jī)控制器中，計(jì)算電機(jī)需求總功率PmotorPmotor＝(Tmotor×rmotor)/(ηmotor_ctr×ηmotor)其中輸出量Pmotor為電機(jī)需求總功率，ηmotor_ctr為電機(jī)控制效率，ηmotor為電機(jī)效率(4)在整機(jī)控制器中，計(jì)算其它輔助裝置功率需求PAUX，可以獲得額外功率量值Pmix＝Pmotor+PAUX其中Pmix表示包括電機(jī)需求和包括其他輔助裝置功率在內(nèi)功率消耗部件的總功率；(5)在整機(jī)控制器中，計(jì)算蓄電池充放電功率，蓄電池包括鎳氫電池和鋰離子電池Pbat＝Pmax_bat×(SOClim_bat-SOCbat)其中輸出量Pbat為蓄電池充放電功率，Pmax_bat為蓄電池最大充放電功率；(6)在整機(jī)控制器中，計(jì)算超級(jí)電容器充放電功率Pcap＝Pmax_cap×(SOClim_cap-SOCcap)其中輸出量Pcap為蓄電池充放電功率，Pmax_cap為蓄電池最大充放電功率；(7)在整車控制器中，計(jì)算DC/DC輸出功率PDC/DC為PDC/DC＝Pmix+Pbat+Pcap＝Pmotor+PAUX+Pbat+Pcap(8)在整機(jī)控制器中，計(jì)算DC/DC輸出電流IDC/DC為IDC/DC＝PDC/DC/VDC/DC(9)此IDC/DC經(jīng)過一階濾波，滿足DC/DC變換器動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)相應(yīng)過程后，由整機(jī)控制器通過CAN總線通信發(fā)送給雙向DC/DC控制器，實(shí)現(xiàn)雙向DC/DC電流控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于電流控制的移動(dòng)式機(jī)器人能量控制方法，屬于自動(dòng)控制系統(tǒng)領(lǐng)域，其特征在于，包括CAN總線采集母線電壓信號(hào)V_DC/DC、電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)r_motor、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度v_robot均傳送給機(jī)器人整機(jī)控制器；在整機(jī)控制器中查取電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩T_motor，計(jì)算電機(jī)需求總功率P_motor、其它輔助裝置功率需求P_AUX、蓄電池充放電功率P_bat、超級(jí)電容器充放電功率P_cap；計(jì)算出雙向DC/DC輸出電流I_DC/DC；I_DC/DC經(jīng)過一階濾波，滿足雙向DC/DC變換器動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)相應(yīng)過程后，由整機(jī)控制器通過CAN總線通信發(fā)送給雙向DC/DC控制器，實(shí)現(xiàn)雙向DC/DC電流控制。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)負(fù)載功率的精確控制，使移動(dòng)式機(jī)器人的整機(jī)能量控制處于最佳狀態(tài)，可提高動(dòng)力系統(tǒng)的整體效率，延長機(jī)器人的工作時(shí)間。
文檔編號(hào)B25J13/00GK101474793SQ20091007737
公開日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2009年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月19日
發(fā)明者勇 崔, 王秋生, 袁海文, 黃姣英 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)