CN102857165B - 基于电流传感器的电动小车控制方法 - Google Patents
基于电流传感器的电动小车控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102857165B CN102857165B CN201210342422.8A CN201210342422A CN102857165B CN 102857165 B CN102857165 B CN 102857165B CN 201210342422 A CN201210342422 A CN 201210342422A CN 102857165 B CN102857165 B CN 102857165B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- speed
- motor
- current
- current sensor
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Toys (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Abstract
本发明属于智能玩具领域，具体为一种基于电流传感器的电动小车控制方法，电动小车的驱动轮采用直流电机控制，驱动轮轴上安装有光电码盘，实现对车轮的速度测量。霍尔电流传感器与直流电机串联，测量电机的电流。利用电流检测信号和速度检测信号分别构成电流闭环和速度闭环，根据当前电机的运行速度与给定参考值之间的差值实现两个闭环的自动切换控制，当速度误差较大时，利用电流闭环控制使电机以允许的最大电流实现电机的调速，达到迅速减小速度误差，提高系统响应的目的。本发明可应用于以电动小车为基础的许多小型智能运动体的速度控制中。
Description
技术领域
本发明属于智能玩具领域，涉及一种直流电机控制方法，特别涉及一种基于电流传感器的电动小车控制方法。
背景技术
电动小车是许多小型智能运动体(如智能车、智能机器人等)的基础。这些小型智能运动体通常在给定的环境中，按照预设的规则，执行特定的任务，如足球机器人、灭火小车、智能寻迹车、走迷宫的电脑鼠等。这些小车一般采用单片机作为控制芯片，采用光电码盘进行测速，采用PID控制方法实现速度的闭环控制。为了能够更好地完成给定任务的求解，通常要求这些小型智能运动体具有响应快速、控制简单、灵活性好、控制精度高等特点。
因此，设计一种具有更快的响应速度的控制方法实现电动小车的控制具有重要的应用价值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，设计一种基于电流传感器的电动小车控制方法，提高电动小车速度控制响应的快速性。
本发明所采用的技术方案是：一种基于电流传感器的电动小车控制方法，驱动轮采用直流电机控制，电机轴经过齿轮减速带动车轮轴旋转。车轮轴上安装有光电码盘，实现对车轮的速度测量。霍尔电流传感器与直流电机串联，测量电机的电流。采用H桥驱动电路实现直流电机的正反转驱动，利用单片机输出H桥的PWM控制信号，实现电机的调速控制。当电机的运行速度与给定速度相差较大时，利用电流传感器的检测信号构成电流闭环，采用PID控制算法使电机以允许的最大电流进行速度调节；当电机的运行速度与给定速度相差不大时，利用速度检测信号构成速度闭环，采用PID控制算法实现速度的准确控制。
本发明的目的在于设计一种基于电流传感器的电动小车控制方法，利用电流检测信号和速度检测信号分别构成电流闭环和速度闭环，根据当前电机的运行速度与给定参考值之间的差值实现两个闭环的自动切换控制，当速度误差较大时，利用电流闭环控制使电机以允许的最大电流实现电机的调速，达到迅速减小速度误差，提高系统响应的目的。
附图说明
图1系统结构图。
其中：
1：单片机2：驱动模块
3：直流电机4：光电码盘
5：电流传感器
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，电动小车控制系统的控制单元为单片机(1)，单片机(1)产生PWM信号，并通过控制驱动模块(2)的驱动管的导通和截止实现直流电机(3)的转速和转向的控制，直流电机(3)的轴与光电码盘(4)相连接，单片机(1)通过计算光电码盘(4)输出的脉冲频率获得电机的转速，电流传感器(5)为霍尔电流传感器，检测直流电机(3)的电流，并反馈给单片机(1)。根据直流电机的铭牌数据，以及直流电机运行的实际工况，确定直流电机的运行允许最大电流值Imax。直流电机的运行允许最大电流值选择在大于额定电流而小于堵转电流之间。单片机(1)根据直流电机给定速度rn与实际检测速度yn之间的差异情况，来选择速度闭环或电流闭环，即如果其中ε为速度相对误差阈值，此时，直流电机(3)的速度与给定速度相差较小，单片机(1)根据速度误差，采用PID控制算法按照速度闭环控制方法给出控制率，实现电机的速度控制；否则，直流电机(3)的速度与给定速度相差较大，如仍然使用速度闭环进行调速会造成系统响应较慢，因此将速度环变为开环，单片机(1)根据电流传感器(5)检测到的电流值与直流电机的运行允许最大电流值Imax之间的误差，采用PID控制算法按照电流闭环控制方法给出控制率，使得电机尽量以允许最大电流值迅速调速，以减小速度误差，加快电机的响应速度。这样，当电动小车需要经常变速运动时，小车可获得更快的响应速度和稳定的控制效果。
本发明的优点在于，与传统的速度闭环的电动小车相比，增加了电流闭环的控制策略，当电动小车需要进行变速运动时，可有效提高系统的响应性能，从而获得更好的速度控制效果，能够提高电动小车等许多小型智能运动体运动的灵活性和快速性。
Claims (1)
1.一种基于电流传感器的电动小车控制方法，其特征在于驱动轮采用直流电机控制，电机轴经过齿轮减速带动车轮轴旋转，车轮轴上安装有光电码盘，实现对车轮的速度测量，霍尔电流传感器与直流电机串联，测量电机的电流，采用H桥驱动电路实现直流电机的正反转驱动，利用单片机输出H桥的PWM控制信号，实现电机的调速控制；当电机的运行速度与给定速度相差较大时，利用电流传感器的检测信号构成电流闭环，采用PID控制算法使电机以允许的最大电流进行速度调节；当电机的运行速度与给定速度相差不大时，利用速度检测信号构成速度闭环，采用PID控制算法实现速度的准确控制。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210342422.8A CN102857165B (zh) | 2012-09-17 | 2012-09-17 | 基于电流传感器的电动小车控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210342422.8A CN102857165B (zh) | 2012-09-17 | 2012-09-17 | 基于电流传感器的电动小车控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102857165A CN102857165A (zh) | 2013-01-02 |
| CN102857165B true CN102857165B (zh) | 2016-03-30 |
Family
ID=47403423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210342422.8A Expired - Fee Related CN102857165B (zh) | 2012-09-17 | 2012-09-17 | 基于电流传感器的电动小车控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102857165B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103501144B (zh) * | 2013-09-18 | 2016-04-20 | 宁波杜亚机电技术有限公司 | 电机的速度控制方法 |
| CN105262387B (zh) * | 2015-11-30 | 2018-11-02 | 中国电子科技集团公司第四十三研究所 | 一种用于脉宽调制电路中电流环/速度环的切换电路 |
| CN107441726B (zh) * | 2016-05-31 | 2020-02-07 | 北京小米移动软件有限公司 | 控制电动玩具车的方法、装置及系统 |
| CN107544574B (zh) * | 2017-09-07 | 2020-12-22 | 上海电力学院 | 基于嵌入式arm和组合滤波的巡检机器人轮速控制方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57101587A (en) * | 1980-12-11 | 1982-06-24 | Toshiba Corp | Control device for dc motor |
| US4933620A (en) * | 1989-05-09 | 1990-06-12 | General Electric Company | Control system for low speed switched reluctance motor |
| JPH07143784A (ja) * | 1993-11-15 | 1995-06-02 | Meidensha Corp | 電動機の速度制御装置 |
| CN1150352A (zh) * | 1995-07-04 | 1997-05-21 | 三星电子株式会社 | 旋转马达的速度控制方法及其装置 |
-
2012
- 2012-09-17 CN CN201210342422.8A patent/CN102857165B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57101587A (en) * | 1980-12-11 | 1982-06-24 | Toshiba Corp | Control device for dc motor |
| US4933620A (en) * | 1989-05-09 | 1990-06-12 | General Electric Company | Control system for low speed switched reluctance motor |
| JPH07143784A (ja) * | 1993-11-15 | 1995-06-02 | Meidensha Corp | 電動機の速度制御装置 |
| CN1150352A (zh) * | 1995-07-04 | 1997-05-21 | 三星电子株式会社 | 旋转马达的速度控制方法及其装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102857165A (zh) | 2013-01-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103231798B (zh) | 一种利用数字电动舵机控制装置的控制方法 | |
| CN202754140U (zh) | 数字舵机 | |
| CN102857165B (zh) | 基于电流传感器的电动小车控制方法 | |
| CN104648469B (zh) | 电动助力转向力矩控制器 | |
| CN201871239U (zh) | 一种智能机器人舵机驱动器 | |
| CN103303454B (zh) | 一种基于速度环换向的电动舵机装置及其控制方法 | |
| CN103213666B (zh) | 一种基于位置环换向的电动舵机装置和控制方法 | |
| CN103281020B (zh) | 一种用于电动舵机的四象限控制装置及其方法 | |
| CN103838257B (zh) | 一种望远镜机架控制系统 | |
| CN108386094A (zh) | 一种永磁同步直线电机双开自动门控制方法 | |
| CN204462846U (zh) | 一种智能自动循迹小车 | |
| CN105490594A (zh) | 双无刷低压直流电机驱动控制系统及方法 | |
| CN103818509B (zh) | 电动车的转把控制系统和转把控制方法 | |
| CN107264276A (zh) | 两轮差速控制无级平衡标定方法 | |
| CN104442714B (zh) | 高速列车的雨刮控制器 | |
| CN106849806A (zh) | 一种电动车控制器及控制方法 | |
| CN103883547A (zh) | 车用噪音自适应控制的冷却风机的控制方法 | |
| CN203172455U (zh) | 用于轮毂式微型纯电动汽车驱动的控制器 | |
| CN203301414U (zh) | 用于步进电机的正弦细分驱动电路 | |
| CN108388177B (zh) | 一种半尺寸电脑鼠运动控制系统 | |
| CN103795300B (zh) | 电动车双电机控制方法 | |
| CN205215561U (zh) | 一种电动轮椅控制器 | |
| CN205490261U (zh) | 双无刷低压直流电机驱动控制系统 | |
| CN214751377U (zh) | 一种基于pid算法的stm32智能小车 | |
| CN106452209A (zh) | 一种双永磁无刷电机同步驱动控制装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Xiu Chunbo Inventor after: Huang Yi Inventor before: Xiu Chunbo |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170614 Address after: 528437 Guangdong province Zhongshan Torch Development Zone, Cheung Hing Road 6 No. 11 South Hebei trade building 1110 card Patentee after: ZHONGSHAN CHANGFENG INTELLIGENT AUTOMATION EQUIPMENT RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd. Address before: 300160 Tianjin City Hedong District Forest Road No. 63 Patentee before: Tianjin Polytechnic University |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160330 |