本发明涉及自动控制,尤其涉及一种悬挂云台防摇摆方法、装置、设备及介质。
背景技术:
1、传统用绳悬挂的云台在旋转360度时,通过增加稳定器、使用阻尼器以及调整绳索张力防止云台晃动,增加稳定器:在云台底部或顶部增加稳定器,如重物或平衡杆,可以增加整个结构的稳定性,减少晃动;使用阻尼器:在云台连接处或绳索附近安装阻尼器,可以减少旋转时的震动和晃动;调整绳索张力:确保绳索的张力均匀,避免因绳索松紧不一导致的晃动问题。
2、然而,引入稳定器或阻尼器会增加制造成本,调整绳索张力会导致控制精度不高的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此,有必要提供一种悬挂云台防摇摆方法、装置、设备及介质,用以解决绳悬挂的云台旋转晃动时控制精度不高以及成本增加的技术问题。
2、为了解决上述问题,本发明提供一种悬挂云台防摇摆方法,包括:
3、实时获取悬挂云台旋转的速度、加速度和倾斜角度,基于所述速度和加速度确定云台的第一状态、第二状态以及第三状态,其中,所述第一状态、第二状态以及第三状态分别为云台加速状态、云台匀速状态、云台减速状态;
4、基于所述倾斜角度以及速度计算出所述第一状态、第二状态以及第三状态的速度误差和角度误差,基于所述速度误差和角度误差采用pid控制算法实时调整所述云台中电机的速度,使所述悬挂云台稳定旋转。
5、在一种可能的实现方式中,所述基于所述速度和加速度确定云台的第一状态,包括:
6、获取云台的目标速度以及加速度,基于所述目标速度以及加速度确定加速时间,基于所述加速时间确定所述云台的第一状态。
7、在一种可能的实现方式中,所述基于所述速度和加速度确定云台的第二状态,包括:
8、获取所述云台的目标位置以及当前位置,基于所述目标位置、当前位置、加速时间以及目标速度确定所述云台的匀速时间,基于所述匀速时间确定云台的第二状态。
9、在一种可能的实现方式中,所述基于所述速度和加速度确定云台的第三状态,包括:
10、基于所述加速时间以及所述匀速时间确定所述云台的减速时间,基于所述减速时间确定云台的第三状态。
11、在一种可能的实现方式中,所述基于所述倾斜角度以及速度计算出所述第一状态、第二状态以及第三状态的速度误差和角度误差,基于所述速度误差和角度误差采用pid控制算法实时调整所述云台中电机的速度,使所述悬挂云台稳定旋转,包括:
12、获取所述云台的当前速度、目标速度、当前角度以及目标角度,基于所述当前速度和目标速度计算出所述云台的速度误差,基于所述当前角度和目标角度计算出所述云台的角度误差;
13、当所述云台处于第一状态时,基于所述速度误差以及角度误差采用pid控制算法实时调整所述云台中电机的速度,使所述云台的速度达到目标速度;
14、当所述云台处于第二状态时,基于所述速度误差以及角度误差采用pid控制算法实时调整所述云台中电机的速度,使所述云台的速度实时处于目标速度;
15、当所述云台处于第三状态时,基于所述速度误差以及角度误差采用pid控制算法实时调整所述云台中电机的速度,使所述云台的速度降低,直至所述云台停止旋转。
16、在一种可能的实现方式中,所述基于所述速度误差以及角度误差采用pid控制算法实时调整所述云台中电机的速度,包括:
17、将所述速度误差以及角度误差输入至pid控制器中,经过比例、积分和微分处理后,获得电机的电压信号;
18、预设云台的最大加速度变化范围,基于所述最大加速度变化范围以及所述速度误差,采用区间限定方法对所述当前速度进行限制后,基于所述电机的电压信号以及云台的当前速度确定电机的实际速度;
19、采用pid控制算法实时更新所述电机的实际速度。
20、在一种可能的实现方式中,所述基于所述最大加速度变化范围以及所述速度误差,采用区间限定方法对所述当前速度进行限制,包括:
21、基于所述最大加速度变化范围确定云台的最大速度变化范围;
22、判断所述最大速度变化范围与所述速度误差的大小,当所述最大速度变化范围大于所述速度误差时,将所述当前速度与所述最大速度变化范围以及所述速度误差进行比较,当所述当前速度小于所述速度误差时,将所述当前速度更新为速度误差,当所述当前速度大于所述最大速度变化范围时,将所述当前速度更新为最大速度变化范围,当所述当前速度大于速度误差且小于最大速度变化范围时,将所述当前速度更新为速度误差。
23、另一方面,本发明还提供一种悬挂云台防摇摆装置,包括:
24、云台状态确定模块,用于实时获取悬挂云台旋转的速度、加速度和倾斜角度,基于所述速度和加速度确定云台的第一状态、第二状态以及第三状态,其中,所述第一状态、第二状态以及第三状态分别为云台加速状态、云台匀速状态、云台减速状态;
25、pid控制模块,用于基于所述倾斜角度以及速度计算出所述第一状态、第二状态以及第三状态的速度误差和角度误差,基于所述速度误差和角度误差采用pid控制算法实时调整所述云台中电机的速度,使所述悬挂云台稳定旋转。
26、另一方面,本发明还提供一种电子设备,包括:处理器和存储器;
27、所述存储器上存储有可被所述处理器执行的计算机可读程序;
28、所述处理器执行所述计算机可读程序时实现如上所述的悬挂云台防摇摆方法中的步骤。
29、另一方面,本发明还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序,所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行,以实现如上所述的悬挂云台防摇摆方法中的步骤。
30、本发明的有益效果是:根据云台的速度误差和角度误差,使用pid控制算法控制云台旋转的速度和加速度,根据云台的实际状态调节pid控制器的参数,可以让电机平滑地调整速度,避免突然的速度变化,提高了控制的精度和稳定性,并且降低了制造成本。
1.一种悬挂云台防摇摆方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的悬挂云台防摇摆方法,其特征在于,所述基于所述速度和加速度确定云台的第一状态,包括:
3.根据权利要求2所述的悬挂云台防摇摆方法,其特征在于,所述基于所述速度和加速度确定云台的第二状态,包括:
4.根据权利要求3所述的悬挂云台防摇摆方法,其特征在于,所述基于所述速度和加速度确定云台的第三状态,包括:
5.根据权利要求4所述的悬挂云台防摇摆方法,其特征在于,所述基于所述倾斜角度以及速度计算出所述第一状态、第二状态以及第三状态的速度误差和角度误差,基于所述速度误差和角度误差采用pid控制算法实时调整所述云台中电机的速度,使所述悬挂云台稳定旋转,包括:
6.根据权利要求5所述的悬挂云台防摇摆方法,其特征在于,所述基于所述速度误差以及角度误差采用pid控制算法实时调整所述云台中电机的速度,包括:
7.根据权利要求6所述的悬挂云台防摇摆方法,其特征在于,所述基于所述最大加速度变化范围以及所述速度误差,采用区间限定方法对所述当前速度进行限制,包括:
8.一种悬挂云台防摇摆装置,其特征在于,包括:
9.一种电子设备,其特征在于,包括存储器和处理器;
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序,所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行,以实现如权利要求1-7任意一项所述的悬挂云台防摇摆方法中的步骤。