关节电机控制方法、装置、机器人及存储介质与流程

专利2025-11-16  1


本公开涉及机器人,具体涉及一种关节电机控制方法、装置、机器人及存储介质。


背景技术:

1、近年来,机器人技术的技术不断发展,越来越智能化和自动化,动作的丰富性、稳定性和灵活性均得到了不同程度的提高。仿生机器人具有多个关节,每个关节处均具有关节电机,关节电机能够驱动关节两侧的部位发生相对运动,机器人正是依靠这些关节电机的运动使机器人完成各种动作的。但是相关技术中,机器人的关节电机的控制精度较低,造成机器人无法完成较为复杂的动作。


技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题,本公开实施例提供一种关节电机控制方法、装置、机器人及存储介质,用以解决相关技术中的缺陷。

2、根据本公开实施例的第一方面,提供一种关节电机控制方法,所述方法包括:

3、根据运动控制指令中期望关节状态和实际关节状态,确定期望关节力矩;

4、对所述关节电机反馈的实际关节力矩进行滤波处理,得到所述实际关节力矩的滤波结果;

5、根据所述期望关节力矩和所述实际关节力矩的滤波结果,确定交轴控制电流,并根据所述交轴控制电流和预设的直轴控制电流,控制所述关节电机进行运动。

6、在本公开一个可能的实施例中,所述对所述关节电机反馈的实际关节力矩进行滤波处理,得到所述实际关节力矩的滤波结果,包括:

7、将所述关节电机反馈的实际关节力矩输入至预先配置的低通滤波器,得到所述低通滤波器输出的滤波结果。

8、在本公开一个可能的实施例中,所述根据运动控制指令中期望关节状态和实际关节状态,确定期望关节力矩,包括:

9、将所述期望关节状态和所述实际关节状态输入至阻抗控制器,得到所述阻抗控制器输出的期望关节力矩。

10、在本公开一个可能的实施例中,所述期望关节状态包括期望关节位置和期望关节速度;和/或,

11、所述实际关节状态包括实际关节位置和实际关节速度。

12、在本公开一个可能的实施例中,所述根据所述期望关节力矩和所述实际关节力矩的滤波结果,确定交轴控制电流,包括:

13、将所述期望关节力矩和所述实际关节力矩的滤波结果输入至力矩环控制器,得到所述电流环控制器输出的所述交轴控制电流。

14、在本公开一个可能的实施例中,所述根据所述交轴控制电流和预设的直轴控制电流,控制所述的关节电机进行运动,包括:

15、将所述交轴控制电流和交轴实际电流输入至电流环交轴控制器,得到所述电流环交轴控制器输出的交轴控制电压;

16、将所述直轴控制电流和直轴实际电流输入至电流环直轴控制器,得到所述电流环直轴控制器输出的直轴控制电压;

17、根据所述交轴控制电压和所述直轴控制电压,驱动所述关节电机进行运动。

18、在本公开一个可能的实施例中,所述方法还包括:

19、获取所述关节电机反馈的实际关节状态、实际关节力矩、交轴实际电流和直轴实际电流。

20、根据本公开实施例的第二方面,提供一种关节电机控制装置,所述装置包括:

21、力矩模块,用于根据运动控制指令中期望关节状态和实际关节状态,确定期望关节力矩;

22、滤波模块,用于对所述关节电机反馈的实际关节力矩进行滤波处理,得到所述实际关节力矩的滤波结果;

23、运动模块,用于根据所述期望关节力矩和所述实际关节力矩的滤波结果,确定交轴控制电流,并根据所述交轴控制电流和预设的直轴控制电流,控制所述关节电机进行运动。

24、在本公开一个可能的实施例中,所述滤波模块用于:

25、将所述关节电机反馈的实际关节力矩输入至预先配置的低通滤波器,得到所述低通滤波器输出的滤波结果。

26、在本公开一个可能的实施例中,所述力矩模块用于:

27、将所述期望关节状态和所述实际关节状态输入至阻抗控制器,得到所述阻抗控制器输出的期望关节力矩。

28、在本公开一个可能的实施例中,所述期望关节状态包括期望关节位置和期望关节速度;和/或,

29、所述实际关节状态包括实际关节位置和实际关节速度。

30、在本公开一个可能的实施例中,所述运动模块用于:

31、将所述期望关节力矩和所述实际关节力矩的滤波结果输入至力矩环控制器,得到所述电流环控制器输出的所述交轴控制电流。

32、在本公开一个可能的实施例中,所述运动模块用于:

33、将所述交轴控制电流和交轴实际电流输入至电流环交轴控制器,得到所述电流环交轴控制器输出的交轴控制电压;

34、将所述直轴控制电流和直轴实际电流输入至电流环直轴控制器,得到所述电流环直轴控制器输出的直轴控制电压;

35、根据所述交轴控制电压和所述直轴控制电压,驱动所述关节电机进行运动。

36、在本公开一个可能的实施例中,所述装置还包括获取模块,所述获取模块用于:

37、获取所述关节电机反馈的实际关节状态、实际关节力矩、交轴实际电流和直轴实际电流。

38、根据本公开实施例的第三方面,提供一种机器人,所述机器人包括存储器、处理器,所述存储器用于存储可在处理器上运行的计算机指令,所述处理器用于在执行所述计算机指令时实现第一方面所述的关节电机控制方法。

39、根据本公开实施例的第四方面,提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现第一方面所述的方法。

40、本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:

41、本公开实施例所提供的关节电机控制方法,首先根据运动控制指令中期望关节状态和实际关节状态,确定期望关节力矩,然后对所述关节电机反馈的实际关节力矩进行滤波处理,得到所述实际关节力矩的滤波结果,最后根据所述期望关节力矩和所述实际关节力矩的滤波结果,确定交轴控制电流,并根据所述交轴控制电流和预设的直轴控制电流,控制所述关节电机进行运动。由于关节电机反馈的实际关节力矩经过滤波处理,因此结合期望关节力矩和实际关节力矩的滤波结果所得到的交轴控制电流的精度得到提高,进而使得关节电机的控制进度提高,最终提高了机器人动作的复杂度。



技术特征:

1.一种关节电机控制方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的关节电机控制方法,其特征在于,所述对所述关节电机反馈的实际关节力矩进行滤波处理,得到所述实际关节力矩的滤波结果,包括:

3.根据权利要求1所述的关节电机控制方法,其特征在于,所述根据运动控制指令中期望关节状态和实际关节状态,确定期望关节力矩,包括:

4.根据权利要求1或3所述的关节电机控制方法,其特征在于,所述期望关节状态包括期望关节位置和期望关节速度;和/或,

5.根据权利要求1所述的关节电机控制方法,其特征在于,所述根据所述期望关节力矩和所述实际关节力矩的滤波结果,确定交轴控制电流,包括:

6.根据权利要求1所述的关节电机控制方法,其特征在于,所述根据所述交轴控制电流和预设的直轴控制电流,控制所述关节电机进行运动,包括:

7.根据权利要求6所述的关节电机控制方法,其特征在于,所述方法还包括:

8.一种关节电机控制装置,其特征在于,所述装置包括:

9.根据权利要求8所述的关节电机控制装置,其特征在于,所述滤波模块用于:

10.根据权利要求8所述的关节电机控制装置,其特征在于,所述力矩模块用于:

11.根据权利要求8或10所述的关节电机控制装置,其特征在于,所述期望关节状态包括期望关节位置和期望关节速度;和/或,

12.根据权利要求8所述的关节电机控制装置,其特征在于,所述运动模块用于:

13.根据权利要求8所述的关节电机控制装置,其特征在于,所述运动模块用于:

14.根据权利要求13所述的关节电机控制装置,其特征在于,所述装置还包括获取模块,所述获取模块用于:

15.一种机器人,其特征在于,所述机器人包括存储器、处理器,所述存储器用于存储可在处理器上运行的计算机指令,所述处理器用于在执行所述计算机指令时实现权利要求1至7中任一项所述的关节电机控制方法。

16.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法。


技术总结
本公开是关于关节电机控制方法、装置、机器人及存储介质,所述方法包括:根据运动控制指令中期望关节状态和实际关节状态,确定期望关节力矩;对所述关节电机反馈的实际关节力矩进行滤波处理,得到所述实际关节力矩的滤波结果;根据所述期望关节力矩和所述实际关节力矩的滤波结果,确定交轴控制电流,并根据所述交轴控制电流和预设的直轴控制电流,控制所述关节电机进行运动。

技术研发人员:赵越
受保护的技术使用者:北京小米机器人技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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