ODrive的梯形轨迹

原创 2023-12-20 13:44:59 3.3k 阅读 AI写同款

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ODrive

loop222

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从PID到梯形曲线：用Python玩转Odrive的三种控制模式（位置/速度/电流环详解）本文详细解析了Odrive控制器的三种PID控制模式（位置环、速度环、电流环）及其Python实现方法。通过梯形轨迹算法和参数调节技巧，帮助开发者掌握高精度运动控制，解决如'input_pos=50后为何不转'等典型问题，适用于机器人关节、云台稳定等场景。阅读详情

AI摘要

文章介绍了如何使用ODrive控制器实现2804云台电机和5008航模电机的梯形轨迹控制，包括速度模式与位置模式的设置，以及电机和编码器的配置，强调了电机校准和轨迹规划的重要性。

一、梯形轨迹

实际应用中，需要电机又快又稳的转到指定位置，梯形轨迹（INPUT_MODE_TRAP_TRAJ）本质上是一个分段函数的轨迹规划，是一个先加速，再匀速，再减速的三段函数的过程。

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1.1、2804云台电机

在这里插入图片描述

ODrive 购买链接：https://item.taobao.com/item.htm?ft=t&id=644329838237，图锐科技
电机购买链接：https://item.taobao.com/item.htm?ft=t&id=643573104607，图锐科技

2804电机100kv，12V电源，最高速度为1200RPM = 20 转/秒

1.1.1、速度模式

先用速度模式热身，

odrv0.erase_configuration()
odrv0.config.dc_max_positive_current = 20
odrv0.config.dc_max_negative_current = -3.0
odrv0.axis0.motor.config.motor_type = MOTOR_TYPE_GIMBAL
odrv0.axis0.motor.config.pole_pairs = 7
odrv0.axis0.motor.config.calibration_current = 2.5                      //2=0.23A，2.5=0.3A（万用表测母线电流）
odrv0.axis0.encoder.config.mode = ENCODER_MODE_INCREMENTAL             //默认，选择编码器类型
odrv0.axis0.encoder.config.cpr = 4000                                  //默认8192，AS5047P=4000，TLE5012B=16384
odrv0.axis0.controller.config.control_mode = CONTROL_MODE_VELOCITY_CONTROL   //设置为速度模式
odrv0.axis0.controller.config.vel_gain = 0.02                          //默认0.167，速度环P参数
odrv0.axis0.controller.config.vel_integrator_gain = 0.2                //默认0.33333，速度环I参数
odrv0.axis0.controller.config.vel_limit = 20                           //默认2，限制最大转速
odrv0.axis0.controller.config.input_mode = INPUT_MODE_VEL_RAMP         //速度爬升模式
odrv0.axis0.controller.config.vel_ramp_rate = 10                       //默认1，非常小，加速度
odrv0.save_configuration()
odrv0.reboot()

odrv0.axis0.requested_state = AXIS_STATE_FULL_CALIBRATION_SEQUENCE    //电机参数校准和编码器校准
odrv0.axis0.error
odrv0.axis0.requested_state = AXIS_STATE_CLOSED_LOOP_CONTROL
odrv0.axis0.motor.config.pre_calibrated = True                     //设置预先校准，以后上电可以用保存的参数
odrv0.axis0.config.startup_encoder_offset_calibration = True       //编码器校准，每次上电必须
odrv0.axis0.config.startup_closed_loop_control = True
odrv0.save_configuration()
odrv0.reboot()

odrv0.axis0.controller.input_vel = 10
odrv0.axis0.controller.input_vel = 0
odrv0.axis0.requested_state = AXIS_STATE_IDLE   //退出闭环模式

1.1.2、位置模式，梯形轨迹

odrv0.erase_configuration()
odrv0.config.dc_max_positive_current = 20
odrv0.config.dc_max_negative_current = -3.0
odrv0.axis0.motor.config.motor_type = MOTOR_TYPE_GIMBAL
odrv0.axis0.motor.config.pole_pairs = 7
odrv0.axis0.motor.config.calibration_current = 2.5                        //2.5=0.3A，3=0.42A（万用表测母线电流）
odrv0.axis0.encoder.config.mode = ENCODER_MODE_INCREMENTAL              //选择编码器类型
odrv0.axis0.encoder.config.cpr = 4000                                  //默认8192，AS5047P=4000，TLE5012B=16384
odrv0.axis0.controller.config.control_mode = CONTROL_MODE_POSITION_CONTROL
odrv0.axis0.controller.config.vel_limit = 20
odrv0.axis0.controller.config.pos_gain = 10
odrv0.axis0.controller.config.vel_gain = 0.02
odrv0.axis0.controller.config.vel_integrator_gain = 1
odrv0.axis0.controller.config.input_mode = INPUT_MODE_TRAP_TRAJ   //梯形轨迹
odrv0.axis0.trap_traj.config.vel_limit = 5
odrv0.axis0.trap_traj.config.accel_limit = 10
odrv0.axis0.trap_traj.config.decel_limit = 10
odrv0.save_configuration()
odrv0.reboot()

odrv0.axis0.requested_state = AXIS_STATE_FULL_CALIBRATION_SEQUENCE
odrv0.axis0.error
odrv0.axis0.requested_state = AXIS_STATE_CLOSED_LOOP_CONTROL
odrv0.axis0.motor.config.pre_calibrated = True                          //ABZ编码器上电不校准无法进入闭环
odrv0.axis0.config.startup_encoder_offset_calibration = True
odrv0.axis0.config.startup_closed_loop_control = True
odrv0.save_configuration()
odrv0.reboot()

odrv0.axis0.controller.input_pos = 5
odrv0.axis0.controller.input_pos = 0

1.2、5008航模电机

在这里插入图片描述

ODrive 购买链接：https://item.taobao.com/item.htm?ft=t&id=644329838237，图锐科技
电机购买链接：https://item.taobao.com/item.htm?ft=t&id=643573104607，图锐科技

AS5047P_SPI接口，电源电压12V，24V都可以。

odrv0.erase_configuration()                                           //清除之前的配置，恢复默认配置
odrv0.config.dc_bus_overvoltage_trip_level = 56
odrv0.config.dc_max_positive_current = 30
odrv0.config.dc_max_negative_current = -5
odrv0.axis0.motor.config.motor_type = MOTOR_TYPE_HIGH_CURRENT         //设置电机类型
odrv0.axis0.motor.config.pole_pairs = 7                               //默认7
odrv0.axis0.motor.config.calibration_current = 8                      //默认10，12V设置为8=0.6A，24V设置为10=0.4A
odrv0.axis0.encoder.config.mode = ENCODER_MODE_SPI_ABS_AMS            //设置编码器类型
odrv0.axis0.encoder.config.abs_spi_cs_gpio_pin = 1                    //选择CS引脚
odrv0.axis0.encoder.config.cpr = 2**14                                //14bit
odrv0.axis0.controller.config.control_mode = CONTROL_MODE_POSITION_CONTROL
odrv0.axis0.controller.config.vel_limit = 100
odrv0.axis0.controller.config.pos_gain = 20
odrv0.axis0.controller.config.vel_gain = 0.1
odrv0.axis0.controller.config.vel_integrator_gain = 1
odrv0.axis0.controller.config.input_mode = INPUT_MODE_TRAP_TRAJ      //梯形轨迹
odrv0.axis0.trap_traj.config.vel_limit = 50
odrv0.axis0.trap_traj.config.accel_limit = 10
odrv0.axis0.trap_traj.config.decel_limit = 10
odrv0.save_configuration()
odrv0.reboot()

odrv0.axis0.requested_state = AXIS_STATE_FULL_CALIBRATION_SEQUENCE    //电机校准，“哔”一声，然后正反转一圈
odrv0.axis0.error                                                     //查看是否有错误
odrv0.axis0.requested_state = AXIS_STATE_CLOSED_LOOP_CONTROL          //进入闭环
odrv0.axis0.motor.config.pre_calibrated = True                        //设置预先校准，以后上电可以用保存的参数
odrv0.axis0.config.startup_encoder_offset_calibration = True          //编码器必须校准，否则重启后不能闭环
odrv0.axis0.config.startup_closed_loop_control = True                 //上电直接进入闭环
odrv0.save_configuration()
odrv0.reboot()

odrv0.axis0.controller.input_pos = 5
odrv0.axis0.controller.input_pos = 0