CN112031994A - 一种变桨位置控制三阶运动规划方法及规划装置 - Google Patents

一种变桨位置控制三阶运动规划方法及规划装置 Download PDF

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Abstract

本发明适用于风电机组变桨控制技术领域，提供了一种变桨位置控制三阶运动规划方法及规划装置，其中，方法包括：当达到规划触发条件时，进入三阶运动规划步骤：获取变桨装置的目标运动参数；获取所述变桨装置的当前运动参数和当前运动状态；根据所述当前运动状态和当前运动参数，规划所述变桨装置的规划运动状态，以达到所述目标运动参数中的目标位移量，完成三阶运动规划。本发明实施例通过三阶运动规划实现更合理的变桨控制方式，从而减少对变桨***的机械冲击。

Description

一种变桨位置控制三阶运动规划方法及规划装置
技术领域
本发明属于风电机组变桨控制技术领域，具体涉及一种变桨位置控制三阶运动规划方法及规划装置。
背景技术
风力发电机组(简称：风电机组)是用于将(清洁环保可再生的)风能转变为电能的设备。变桨***作为大型风电机组控制***的核心部分之一，对机组安全、稳定、高效的运行具有十分重要的作用。变桨***通过控制变桨电机调节桨叶的桨距等参数，从而使气流对桨叶的攻角发生变化，更好适应变化的风速。因此，稳定的变桨控制是风电机组安全、稳定、高效运行的重要前提。
变桨控制即变桨位置控制，是一种对位移变化进行规划和驱动的控制，常见的变桨位置为二阶运动位移控制，即从静止状态开始，逐步匀加速、匀速、匀减速直到达到运动目标，二阶运动位移控制在加速和减速过程中加速度要从零突然升到目标值，容易对变桨***内部的机械造成冲击。
因此，亟待一种能够实时规划变桨位置控制的规划方式。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种变桨位置控制三阶运动规划方法及规划装置，通过三阶运动规划实现更合理的变桨控制方式，从而减少对变桨***的机械冲击。
本发明实施例的第一方面提供了一种变桨位置控制三阶运动规划方法，包括：当达到规划触发条件时，进入三阶运动规划步骤：
获取变桨装置的目标运动参数；
获取所述变桨装置的当前运动参数和当前运动状态；
根据所述当前运动状态和当前运动参数，规划所述变桨装置的规划运动状态，以达到所述目标运动参数中的目标位移量，完成三阶运动规划。
本发明实施例的第二方面提供了一种变桨位置控制三阶运动规划装置，包括：
触发模块，用于判断是否达到规划触发条件，当达到规划触发条件时，进入三阶运动规划步骤；
第一获取模块，用于获取变桨装置的目标运动参数；
第二获取模块，用于获取所述变桨装置的当前运动参数和当前运动状态；
规划模块，用于根据所述当前运动状态和当前运动参数，规划所述变桨装置的规划运动状态，以达到所述目标运动参数中的目标位移量，完成三阶运动规划。
本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了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计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果至少在于：
本发明实施例通过三阶运动规划实现更合理的变桨控制方式，从而减少对变桨***的机械冲击；
通过当前运动状态以及变桨目标数据，判断是否要重新规划接下来的运动情况，并根据不同的当前运动状态针对性规划更合理的变桨控制方式，从而更适应新的变桨目标。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例一提供的变桨位置控制三阶运动规划方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中静止阶段的运动分析示意图；
图3是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中加加速运动阶段的运动分析示意图；
图4是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中加加速运动阶段的第一规划示意图；
图5是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中加加速运动阶段的第二规划示意图；
图6是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中加加速运动阶段的第三规划示意图；
图7是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中匀加速运动阶段的运动分析示意图；
图8是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中匀加速运动阶段的第一规划示意图；
图9是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中匀加速运动阶段的第二规划示意图；
图10是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中匀加速运动阶段的第三规划示意图；
图11是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中减加速运动阶段的第一运动分析示意图；
图12是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中减加速运动阶段的第二运动分析示意图；
图13是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中减加速运动阶段的第一规划示意图；
图14是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中减加速运动阶段的第二规划示意图；
图15是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中减加速运动阶段的第三规划示意图；
图16是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中匀速运动阶段的第一运动分析示意图；
图17是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中匀速运动阶段的第二运动分析示意图；
图18是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中匀速运动阶段的第一规划示意图；
图19是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中匀速运动阶段的第二规划示意图；
图20是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中匀速运动阶段的第三规划示意图；
图21是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中加减速运动阶段的第一运动分析示意图；
图22是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中加减速运动阶段的第二运动分析示意图；
图23是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中加减速运动阶段的第一规划示意图；
图24是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中加减速运动阶段的第二规划示意图；
图25是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中加减速运动阶段的第三规划示意图；
图26是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中匀减速运动阶段的第一运动分析示意图；
图27是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中匀减速运动阶段的第二运动分析示意图；
图28是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中匀减速运动阶段的第一规划示意图；
图29是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中匀减速运动阶段的第二规划示意图；
图30是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中匀减速运动阶段的第三规划示意图；
图31是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中减减速运动阶段的运动分析示意图；
图32是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中减减速运动阶段的第一规划示意图；
图33是本发明实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法中减减速运动阶段的第二规划示意图；
图34是本发明又一实施例提供的变桨位置控制三阶运动规划方法的流程示意图；
图35是本发明实施例提供的一种变桨***调试采样装置的示意图；
图36是本发明实施例提供的终端设备的示意图。
具体实施方式
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
三阶运动位移变化是指包括从静止状态开始，依次进入：加加速运动阶段、匀加速运动阶段、减加速运动阶段、匀速运动阶段、加减速运动阶段、匀减速运动阶段、减减速运动阶段，最终达到目标位置，重新回到静止状态。其中，各阶段的加速度是均匀改变的，即该阶段内的加加速度恒定不变，直到进入下一阶段。
基于此，本发明实施例采用了如下结构：
实施例一：
参见图1，本实施例提供了一种变桨位置控制三阶运动规划方法，包括：
步骤S100：判断是否达到触发条件，当达到规划触发条件时，进入以下三阶运动规划步骤；
步骤S200：获取变桨装置的目标运动参数；
步骤S300：获取变桨装置的当前运动参数和当前运动状态；
步骤S400：根据当前运动状态和当前运动参数，规划变桨装置的规划运动状态，以达到目标运动参数中的目标位移量，完成三阶运动规划。
风力发电机组叶片角度控制是通过变桨***的电机控制和机组叶片内部的齿轮联动来实现控制的。电机和叶片内部齿轮的控制规律是固定的，所以叶片角度的控制实际上就是按比例控制变桨***的驱动电机转动合适的角度。因此，本实施例中所述的变桨装置指代驱使叶片运动的机构，即上述包括电机和叶片内部齿轮的组合机构。
变桨控制通过变桨驱动程序实现，在变桨驱动程序中主要包括电机驱动程序，电机驱动程序分为三层：运动规划层、速度控制层和力矩控制层。各层之间由PID控制程序连接，运动规划层为速度控制层提供速度PID控制的设定值，速度控制层为力矩控制层提供力矩PID控制的设定值，最终由力矩控制层输出控制电机的PWM波，配合***高压电路实现电机的控制。
而上述步骤S100-S400即实现运动规划层的内容，通过当前运动数据(包括当前运动参数和当前运动状态)以及变桨目标数据(目标运动参数)，判断是否要重新规划接下来的运动情况，并根据不同的当前运动状态针对性规划更合理的变桨控制方式，从而更适应新的变桨目标。
尤其可以将规划程序的触发条件设置为：设定了新的目标位置，即新输入的目标位移量与之前的不同。***就能够自动根据需求的变化进行调节变桨控制策略，提高变桨***的高效性。
运动规划层可以在单个毫秒就完成规划，且仅在触发时才规划，未触发时仍按照之前规划的情况执行运动。
当前运动参数可以包括：当前位移量Xnow、当前速度值Vnow、当前加速度值Anow，还可以包括加加速度值jnow，通常情况下，整个变桨控制过程的加加速度只有3个值，±j和0，由此决定在各种运动阶段中加速度是均匀变化的，形成三阶运动，此外，还可以包括当前时刻在原规划中所经过的时间△t、原规划已经运动的位移量△x；
目标运动参数可以包括：目标位移量Xref、速度临界值Vref、加速度临界值Aref。需要说明的是，实际运动的目标是达到目标位置，且达到时的速度值、加速度值、加加速度值均为零。
整个变桨控制过程中，运动状态可以分为8种：静止阶段、加加速运动阶段、匀加速运动阶段、减加速运动阶段、匀速运动阶段、加减速运动阶段、匀减速运动阶段、减减速运动阶段，则当前运动状态为上述8种状态之一。
上述当前运动状态通常是已知值，直接读取即可。
上述步骤S400：根据当前运动状态和当前运动参数，规划变桨装置的规划运动状态，以达到Xref，根据不同的当前运动状态进入不同的规划子步骤，如静止阶段规划步骤、加加速运动阶段规划步骤、匀加速运动阶段规划步骤、减加速运动阶段规划步骤、匀速运动阶段规划步骤、加减速运动阶段规划步骤、匀减速运动阶段规划步骤、减减速运动阶段规划步骤；
本实施例中，以静止阶段为分析对象，参见图2所示的静止阶段分析示意，图中直线变化的线条表示加速度值的变化情况，具有波峰的曲线表示速度值的变化情况，逐步增加最后维持不变的曲线则表示位移量的变化情况。
从静止到达到Xref，至少会经过加加速、减加速、加减速与减减速4个阶段，而受同一加加速度值j的限定，这4个阶段的时间必然也是相等的，因此只需要分析根据加加速度值j计算的时间变量情况，就能得出是否还包含其它匀加速、匀速与匀减速等阶段的情况，具体静止阶段规划步骤包括：
当当前运动状态为静止阶段时，步骤S411：分别计算：以第一加加速度j从静止状态达到Aref的第一加加速时间Ta、以第一加加速度j从静止状态达到Vref的第二加加速时间Tu、以第一加加速度j从静止状态达到Xref的第三加加速时间Tx；
步骤S412：若Tx≥Tu≥Ta，则规划结果中变桨装置的规划运动状态包括：加加速运动阶段、匀加速运动阶段、减加速运动阶段、匀速运动阶段、加减速运动阶段、匀减速运动阶段、减减速运动阶段，每个阶段的运动方向均为Xref的方向；
后续只需计算每个运动阶段的持续时间即得到完整的运动规划，而时间计算可以通过j、Xref、Vref、Aref快速得出，例如：
T加加速＝T减加速＝T加减速＝T减减速＝Aref/j
T匀加速＝T匀减速＝Vref/Aref-Aref/j
T匀速＝Xref/Vref-Vref/Aref-Aref/j
值得说明的是，以上为静止阶段规划时确定运动方向。而在其它运动阶段，同样需要确定运动方向，只是由于已经有在运动的方向，则继续沿该方向进行规划，若有运动超过目标位置时需再反方向规划走回到目标位置。
步骤S413：若Tx≥Ta≥Tu，或者，Ta≥Tx≥Tu，则变桨装置的规划运动状态包括：加加速运动阶段、减加速运动阶段、匀速运动阶段、加减速运动阶段、减减速运动阶段，每个阶段的运动方向均为目标位移量的方向；
Figure BDA0002712018570000081
Figure BDA0002712018570000082
步骤S414：若Tu≥Tx≥Ta，则变桨装置的规划运动状态包括：加加速运动阶段、匀加速运动阶段、减加速运动阶段、加减速运动阶段、匀减速运动阶段、减减速运动阶段，每个阶段的运动方向均为目标位移量的方向；
T加加速＝T减加速＝T加减速＝T减减速＝Aref/j
Figure BDA0002712018570000083
步骤S415：若Tu≥Ta≥Tx，或者，Ta≥Tu≥Tx，则变桨装置的规划运动状态包括：加加速运动阶段、减加速运动阶段、加减速运动阶段、减减速运动阶段，每个阶段的运动方向均为目标位移量的方向；
Figure BDA0002712018570000084
本实施例为从静止状态开始规划，但也可作为运动过程中将速度值降为零后的规划起始状态，以上述分析为基础，就能快速更新运动规划。
实施例二：
本实施例的总体方法与实施例一相同，区别在于本实施例以加速过程作为分析对象，而加速包括加加速、匀加速、减加速等情况，不同情况也设置对应的子步骤进行规划设计；
其中，加加速运动阶段的运动分析参见图3，从当前时刻起，之后的原规划至少会经历减加速、加减速、减减速3个阶段，但重新规划后则可能增加更多运动阶段，甚至会出现新的第二次加速与减速过程。
具体加加速运动阶段规划步骤包括：
当当前运动状态为加加速运动阶段时，步骤S421：分别计算：以当前运动状态将Vnow降为零产生的第一位移量X1、Xref与Xnow之差的第二位移量X2；
上述以当前运动状态将Vnow降为零的过程是指，以原规划中的j值与Anow为临界值，将加加速状态马上转变为减加速状态以及之后经历加减速、减减速，直到Vnow降为零的最快过程，该过程产生的位移量为一个临界值。
步骤S422：若X2≥X1，且Vref≥2×Vnow，则以当前运动状态的原规划位移起点为新的规划位移起点，根据目标运动参数执行静止阶段规划步骤，得到新的规划运动状态，其中，以△t对应导入新的规划运动状态，得到新的时刻作为规划执行起点；
上述条件表示需要运动的位移量较大，且速度上限也高，变桨***可以继续加速，使最大速度值大于2×Vnow，因此就需要重新规划加加速阶段的时间，以提供足够的加速度，但最大速度仍由Vref限定，运动分析如图4所示，图为Vref＝2×Vnow的情况，而当Vref更大时，新规划的结果是会有更长的加加速运动过程的。
上述得到新的规划运动状态的过程即以新的目标运动参数代入步骤S411，其中，目标位移量需要由Xref更新为X2+△x，速度临界值与加速度临界值则仍然不变。
上述得到新的时刻作为规划执行起点是指，新规划制定后，按照新规划执行变桨控制的起点从新规划中已经运行△t时间后的时刻开始，而不是从新规划的原始起点开始。
步骤S423：若X2≥X1，且Vref＜2×Vnow，则变桨装置的规划运动状态包括：减加速运动阶段、匀速运动阶段、加减速运动阶段、减减速运动阶段，且匀速运动阶段的速度值为2×Vnow；
上述条件表示需要运动的位移量较大，但速度上限较小，则不能继续加加速，只能通过减加速降低速度值后通过一段时间的匀速来实现大量的位移量，运动分析如图5所示，值得注意的是，匀速过程的速度值实际是大于Vref的。
步骤S424：若X2＝X1，则变桨装置的规划运动状态包括：减加速运动阶段、加减速运动阶段、减减速运动阶段；
上述条件表示，位移量只需按照临界值X1产生的过程规划即可，运动分析即为图3所示意的情况。
步骤S425：若X2＜X1，则变桨装置的正向位移的规划运动状态包括：第一减加速运动阶段、第一加减速运动阶段、第一减减速运动阶段，再以速度降为零的位移点为新的规划位移起点，根据目标运动参数执行静止阶段规划步骤，得到反向位移的规划运动状态，结合正向位移的规划运动状态与反向位移的规划运动状态即为完整的规划运动状态；
上述条件表示需要运动的位移量比临界值更小，则按照临界值X1产生的过程执行后会产生位移过量的情况，此时需要退回多走的位移量，因此需要规划一次反向运动，运动分析如图6所示。
匀加速运动阶段的运动分析参见图7，从当前时刻起，之后的原规划至少会经历减加速、加减速、匀减速(对应与匀加速时长相等)、减减速4个阶段，过程与加加速过程分析大体类似。
具体匀加速运动阶段规划步骤包括：
当当前运动状态为匀加速运动阶段时，步骤S431：分别计算：第一位移量X1、第二位移量X2、以当前运动状态将Anow降为零产生的第一速度值V1；
匀加速过程的X1获得方式与加加速过程略有区别，在于匀加速之后具有对应时长的匀减速过程，即当前运动状态直接转为减加速后，再经加减速、与匀加速相同时长的匀减速、减减速，才能将速度值降为零。
步骤S432：若X2＞X1，且Vref≥V1，则以当前运动状态的原规划位移起点为新的规划位移起点，根据目标运动参数执行静止阶段规划步骤，得到新的规划运动状态，其中，以△t对应导入新的规划运动状态，得到新的时刻作为规划执行起点；
上述内容与步骤S422的内容相似，区别只在于判断条件不同。运动分析可参见图8，虽然需要运动的位移量较大，但不宜继续匀加速，只能减加速后由一段时间的匀速来实现位移量需求，其余过程则与原规划大体类似。
步骤S433：若X2＞X1，且Vref＜V1，则变桨装置的规划运动状态包括：减加速运动阶段、匀速运动阶段、加减速运动阶段、减减速运动阶段，且匀速运动阶段的速度值为V1；
上述条件表示需要运动的位移量较大，但速度上限较小，则必须通过减加速降低速度值后通过一段时间的匀速来实现大量的位移量，运动分析如图9所示，值得注意的是，匀速过程的速度值实际是大于Vref的。
步骤S434：若X2＝X1，则变桨装置的规划运动状态包括：减加速运动阶段、加减速运动阶段、匀减速运动阶段、减减速运动阶段；
上述条件表示，位移量只需按照临界值X1产生的过程规划即可，运动分析即为图7所示意的情况。
步骤S435：若X2＜X1，则变桨装置的正向位移的规划运动状态包括：第一减加速运动阶段、第一加减速运动阶段、第一匀减速运动阶段、第一减减速运动阶段，再以速度降为零的位移点为新的规划位移起点，根据目标运动参数执行静止阶段规划步骤，得到反向位移的规划运动状态，结合正向位移的规划运动状态与反向位移的规划运动状态即为完整的规划运动状态；
上述条件表示需要运动的位移量比临界值更小，则按照临界值X1产生的过程执行后会产生位移过量的情况，此时需要退回多走的位移量，因此需要规划一次反向运动，会产生第二加减速运动阶段、第二减减速运动阶段、第二加加速运动阶段、第二减加速运动阶段，运动分析如图10所示。
减加速运动阶段的运动分析参见图11，从当前时刻起，之后的原规划至少会经历加减速和减减速阶段，过程与加加速过程分析大体类似。
具体减加速运动阶段规划步骤包括：
当当前运动状态为减加速运动阶段时，步骤S441：分别计算：第一位移量X1、第二位移量X2、第一速度值V1，以及当Vref＞V1时，计算以当前运动状态完成减加速过程后，再经过加加速、匀加速、减加速将速度值提升至Vref，最后将速度值降为零的过程所产生的第三位移量X3；
减加速过程可能会有2个位移临界值，其一就是将速度值降为零所产生的位移量，其二则是Vref可能大于V1时，减加速后仍需要再次加速将速度提升至Vref，之后才经历减速将速度降至零，从而产生第二个位移量，可参见图12。
步骤S442：若X2＞X3，且Vref≥V1，则变桨装置的规划运动状态包括：先以当前运动状态完成第一减加速运动阶段，再经第二加加速运动阶段、第二匀加速运动阶段、第二减加速运动阶段将速度值提升至Vref，最后经第二匀速运动阶段、第二加减速运动阶段、第二匀减速运动阶段、第二减减速运动阶段将速度值降为零，即得到完整的规划运动状态；
上述条件即为图13所示的情况，在按照原规划的减加速运动后需要再次加速将速度提升至Vref，同时又需要更大位移量，因此还以Vref匀速运动一段时间，然后才降低速度至零。
步骤S443：若X2＞X3，且Vref＜V1时；
或者，若X1＜X2＜X3时；
变桨装置的规划运动状态包括：减加速运动阶段、匀速运动阶段、加减速运动阶段、匀减速运动阶段、减减速运动阶段；
即继续完成原规划的减加速运动阶段，再匀速运动一段时间后将速度降至零，如图14示意。但当Vref＜V1时，匀速过程的速度值实际是大于Vref的。
步骤S444：若X2＝X1，则变桨装置的规划运动状态包括：减加速运动阶段、加减速运动阶段、匀减速运动阶段、减减速运动阶段；
上述条件表示，位移量只需按照临界值X1产生的过程规划即可，运动分析即为图11所示意的情况。
步骤S445：若X2＜X1，则变桨装置的正向位移的规划运动状态包括：第一减加速运动阶段、第一加减速运动阶段、第一匀减速运动阶段、第一减减速运动阶段，再以速度降为零的位移点为新的规划位移起点，根据目标运动参数执行静止阶段规划步骤，得到反向位移的规划运动状态，结合正向位移的规划运动状态与反向位移的规划运动状态即为完整的规划运动状态。
上述条件表示需要运动的位移量比临界值X1更小，则按照X1产生的过程执行后会产生位移过量的情况，同样需要退回多走的位移量，则对应规划一次反向运动，运动分析如图15所示，图中未标出当前时刻轴线，但可结合图14的当前时刻轴线来理解当前时刻在减加速阶段的情况。
总体上看，本实施例对加速过程的3种加速运动阶段分析较为相似，规划后各阶段的执行时间也可参照静止状态分析的情况计算：若存在第二次执行静止阶段规划步骤的情况，则直接应用静止状态分析的情况计算，其余情况所存在的加速与减速执行时间，或者是与原规划相同，可以直接采用原规划的对应阶段时间，或者是可以根据当前运动参数结合静止状态分析中的情况计算得到，对应更新参数即可。例如，加加速或减减速的时长可用Anow/j或(Aref－Anow)/j2算出，匀速阶段的时长则先计算得到加速与减速过程的位移量，再与需要的总位移量减去加速和减速的位移量，除以匀速过程的速度值，就得到需要的匀速时长。
实施例三：
本实施例的总体方法与实施例一相同，区别在于本实施例以匀速运动作为分析对象，匀速运动阶段的分析示意参见图16，匀速之后至少会经历加减速与减减速阶段，而当输入新的目标运动参数后，可能会改变原规划的运动状态，具体匀速运动阶段规划步骤包括：
当当前运动状态为减加速运动阶段时，步骤S451：分别计算：第一位移量X1、第二位移量X2，以及当Vref＞Vnow时，计算将Vnow经过加加速、匀加速、减加速提升至Vref，再将速度值降为零的过程所产生的第四位移量X4；
匀速过程同样可能会有2个位移临界值，其一就是如图16中将Vnow(图中标为V1)降为零所产生的位移量，其二则是Vref可能大于V1时，匀速后仍需要再次加速将速度提升至Vref，之后才经历减速将速度降至零，从而产生第二个位移量，可参见图17。
步骤S452：若X2＞X4，且Vref≥Vnow，则变桨装置的规划运动状态包括：先经第二加加速运动阶段、第二匀加速运动阶段、第二减加速运动阶段将速度值提升至速度临界值，再经第二匀速运动阶段、第二加减速运动阶段、第二匀减速运动阶段、第二减减速运动阶段将速度值降为零，即得到完整的规划运动状态；
上述条件即为图18所示的情况，将现执行的匀速运动转变为再次加速，以将速度提升至Vref，同时又需要更大位移量，因此又以Vref匀速运动一段时间，然后才减速将速度降低至零。
步骤S453：若X2＞X4，且Vref＜Vnow；
或者，若X1＜X2＜X4时；
变桨装置的规划运动状态包括：匀速运动阶段、加减速运动阶段、匀减速运动阶段、减减速运动阶段；
上述条件比将速度直接降为零的情况所需要的位移量更大，因此需要一段匀速运动补足位移量，则继续完成原规划的匀速运动阶段，再将速度降至零，如图19示意。但当Vref＜Vnow时，匀速过程的速度值实际是大于Vref的。
步骤S454：若X2＝X1，则变桨装置的规划运动状态包括：加减速运动阶段、匀减速运动阶段、减减速运动阶段；
上述条件表示，位移量只需按照临界值X1产生的过程规划即可，运动分析即为图16所示意的情况。
步骤S455：若X2＜X1，则变桨装置的正向位移的规划运动状态包括：第一加减速运动阶段、第一匀减速运动阶段、第一减减速运动阶段，再以速度降为零的位移点为新的规划位移起点，根据目标运动参数执行静止阶段规划步骤，得到反向位移的规划运动状态，结合正向位移的规划运动状态与反向位移的规划运动状态即为完整的规划运动状态；
上述条件表示需要运动的位移量比临界值X1更小，则按照X1产生的过程执行后会产生位移过量的情况，同样需要退回多走的位移量，则对应规划一次反向运动，运动分析如图20所示。
值得说明的是，在任何规划中，匀加速、匀速和匀减速3个状态是不一定存在的，就需要计算时长确定，时长为零时即不存在。
实施例四：
本实施例的总体方法与实施例一相同，区别在于本实施例以减速过程作为分析对象，而减速包括加减速、匀减速、减减速等情况，不同情况也设置对应的子步骤进行规划设计；
其中，加减速运动阶段的运动分析参见图21，从当前时刻起，之后的原规划至少会经历减减速阶段，而当输入新的目标运动参数后，可能会改变原规划的运动状态。
具体加减速运动阶段规划步骤包括：
当当前运动状态为加减速运动阶段时，步骤S461：分别计算：第一位移量X1、第二位移量X2、第一速度值V1，以及当Vref＞V1时，计算将Vnow经过减减速达到V1后，再经加加速、匀加速、减加速提升至Vref，最后将速度值降为零的过程所产生的第五位移量X5；
加减速过程同样可能会有2个位移临界值，其一就是如图21中所示，按照原规划执行最终将速度值降为零所产生的位移量X1，其二则是Vref可能大于V1时，需要重新加速将速度提升至Vref，之后再利用减速将速度降至零，从而产生第二个位移量X5，可参见图22。
步骤S462：若X2＞X5，且Vref≥V1，则变桨装置的规划运动状态包括：先经第一减减速运动阶段将Vnow达到V1，再经第二加加速运动阶段、第二匀加速运动阶段、第二减加速运动阶段将速度值提升至Vref，最后经第二匀速运动阶段、第二加减速运动阶段、第二匀减速运动阶段、第二减减速运动阶段将速度值降为零，即得到完整的规划运动状态；
上述条件即为图23所示的情况，将现执行的匀速运动转变为再次加速，以将速度提升至Vref，同时又需要更大位移量，因此又以Vref匀速运动一段时间，然后才减速将速度降低至零。
步骤S463：若X2＞X5，且Vref＜V1时；
或者，若X1＜X2＜X5时；
变桨装置的规划运动状态包括：第一阶段以原规划的第一加减速运动阶段、第一匀减速运动阶段、第一减减速运动阶段将速度值降为零，第二阶段以速度降为零的位移点为新的规划位移起点，根据目标运动参数执行静止阶段规划步骤，得到第二阶段的规划运动状态，结合第一阶段与第二阶段即为完整的规划运动状态；
上述条件比原规划所需要的位移量更大，因此需要在完成原规划的运动后，重新再以静止状态规划增加的位移量，如图24示意，图中未示出当前时刻轴线，而完整过程可看作2次静止阶段的规划运动衔接起来。但当Vref＜V1时，匀速过程的速度值实际是大于Vref的。
步骤S464：若X2＝X1，则变桨装置的规划运动状态包括：加减速运动阶段、匀减速运动阶段、减减速运动阶段；
上述条件表示，位移量只需按照临界值X1产生的过程规划即可，运动分析即为图21所示意的情况。
步骤S465：若X2＜X1，则变桨装置的正向位移的规划运动状态包括：第一加减速运动阶段、第一匀减速运动阶段、第一减减速运动阶段，再以速度降为零的位移点为新的规划位移起点，根据目标运动参数执行静止阶段规划步骤，得到反向位移的规划运动状态，结合正向位移的规划运动状态与反向位移的规划运动状态即为完整的规划运动状态；
上述条件表示需要运动的位移量比临界值X1更小，则按照X1产生的过程执行后会产生位移过量的情况，同样需要退回多走的位移量，则对应规划一次反向运动，运动分析如图25所示。
匀减速运动阶段的运动分析参见图26，从当前时刻起，之后的原规划至少会经历减减速阶段，而当输入新的目标运动参数后，可能会改变原规划的运动状态，与加减速过程分析大体类似。
具体匀减速运动阶段规划步骤包括：
当当前运动状态为加减速运动阶段时，步骤S471：分别计算：第一位移量X1、第二位移量X2、第一速度值V1，以及当Vref＞V1时，计算第五位移量X5；
匀减速过程同样可能会有2个位移临界值，其一就是如图26中所示，按照原规划执行最终将速度值降为零所产生的位移量X1，其二则是Vref可能大于V1时，需要重新加速将速度提升至Vref，之后再利用减速将速度降至零，从而产生第二个位移量X5，可参见图27。
步骤S472：若X2＞X5，且Vref≥V1，则变桨装置的规划运动状态包括：先经第一减减速运动阶段将Vnow达到V1，再经第二加加速运动阶段、第二匀加速运动阶段、第二减加速运动阶段将速度值提升至Vref，最后经第二匀速运动阶段、第二加减速运动阶段、第二匀减速运动阶段、第二减减速运动阶段将速度值降为零，即得到完整的规划运动状态；
上述条件即为图28所示的情况，将现执行的匀速运动转变为再次加速，以将速度提升至Vref，同时又需要更大位移量，因此又以Vref匀速运动一段时间，然后才减速将速度降低至零。
步骤S473：若X2＞X5，且Vref＜V1时；
或者，若X1＜X2＜X5时；
变桨装置的规划运动状态包括：第一阶段以原规划的第一匀减速运动阶段、第一减减速运动阶段将速度值降为零，第二阶段以速度降为零的位移点为新的规划位移起点，根据目标运动参数执行静止阶段规划步骤，得到第二阶段的规划运动状态，结合第一阶段与第二阶段即为完整的规划运动状态；
上述条件比原规划所需要的位移量更大，因此需要在完成原规划的运动后，重新再以静止状态规划增加的位移量，如图29示意，完整过程可看作2次静止阶段的规划运动衔接起来。
步骤S474：若X2＝X1，则变桨装置的规划运动状态包括：匀减速运动阶段、减减速运动阶段；
上述条件表示，位移量只需按照临界值X1产生的过程规划即可，运动分析即为图26所示意的情况。
步骤S475：若X2＜X1，则变桨装置的正向位移的规划运动状态包括：第一匀减速运动阶段、第一减减速运动阶段，再以速度降为零的位移点为新的规划位移起点，根据目标运动参数执行静止阶段规划步骤，得到反向位移的规划运动状态，结合正向位移的规划运动状态与反向位移的规划运动状态即为完整的规划运动状态；
上述条件表示需要运动的位移量比临界值X1更小，则按照X1产生的过程执行后会产生位移过量的情况，同样需要退回多走的位移量，则对应规划一次反向运动，运动分析如图30所示。
减减速运动阶段的运动分析参见图31，从当前时刻起，之后的原规划即为将速度值降为零，而当输入新的目标运动参数后，可能会改变原规划的运动状态。
由于减减速是最后一个运动阶段，因此对减减速过程的分析较为简单，规划时只会存在一个位移临界值，就是按照原规划执行最终将速度值降为零所产生的位移量X1，则具体减减速运动阶段规划步骤包括：
当当前运动状态为加减速运动阶段时，步骤S481：分别计算：第一位移量X1、第二位移量X2；
步骤S482：若X2＞X1，则变桨装置的规划运动状态包括：第一阶段以原规划的第一减减速运动阶段将速度值降为零，第二阶段以速度降为零的位移点为新的规划位移起点，根据目标运动参数执行静止阶段规划步骤，得到第二阶段的规划运动状态，结合第一阶段与第二阶段即为完整的规划运动状态；
上述条件比原规划所需要的位移量更大，因此需要在完成原规划的减减速运动后，重新再以静止状态规划增加的位移量，如图32示意，完整过程可看作2次静止阶段的规划运动衔接起来。
步骤S483：若X2＝X1，则变桨装置的规划运动状态包括：减减速运动阶段；
上述条件表示，位移量只需按照临界值X1产生的过程规划即可，运动分析即为图31所示意的情况。
步骤S484：若X2＜X1，则变桨装置的正向位移的规划运动状态包括：第一减减速运动阶段，再以速度降为零的位移点为新的规划位移起点，根据目标运动参数执行静止阶段规划步骤，得到反向位移的规划运动状态，结合正向位移的规划运动状态与反向位移的规划运动状态即为完整的规划运动状态；
上述条件表示需要运动的位移量比临界值X1更小，则按照X1产生的过程执行后会产生位移过量的情况，同样需要退回多走的位移量，则对应规划一次反向运动，运动分析如图33所示。
实施例五：
参见图34，本实施例提供了一种变桨位置控制三阶运动规划方法，包括：
步骤S100：判断是否达到规划触发条件，当达到规划触发条件时，进入以下三阶运动规划步骤；
步骤S200：获取变桨装置的目标运动参数；
步骤S300：获取变桨装置的当前运动参数和当前运动状态；
步骤S400：根据当前运动状态和当前运动参数，规划变桨装置的规划运动状态，以达到Xref，完成三阶运动规划；
步骤S500：计算规划运动状态中各运动时刻的电机运动参数；
步骤S600：将电机运动参数转换为变桨控制值，以控制变桨装置根据三阶运动规划运动。
常见的运动规划也只是在静止状态进行规划，之后一直执行规划的控制参数直到完成规划内容，而没有根据变桨情况进行实时规划的。且实际变桨中，风速容易变化，或者因供电需求等变化，需要根据实时风速或新需求对桨叶进行调节，而起始规划的内容可能无法适应变化情况，甚至会降低风电机组效率。
本实施例通过步骤S500和S600补足了速度控制层和力矩控制层，其中，步骤S500就是计算各运动阶段的具体时刻数据，每个毫秒进行一次计算，具体包括该时刻与下一时刻的位移、速度、加速度等，例如：
在加加速阶段，计算方式有：
Xnow＝Xbegin+D×[|Vbegin|×t+(1/6)×j×t3]；
Xnext＝Xbegin+D×[|Vbegin|×(t+0.001)+(1/6)×j×(t+0.001)3]；
Vnow＝Vbegin+D×0.5×j×t2；
Vnext＝Vbegin+D×0.5×j×(t+0.001)2；
Anow＝D×j×t；Anext＝D×j×(t+0.001)。
其中，D为运动方向Direction，t为当前小阶段经历的时间，Xbegin、Vbegin、Abegin分别为当前小阶段的起始位移、起始速度、其实加速度，Xnext、Vnext、Anext分别为下一时刻的位移、速度、加速度，下同。
在匀加速阶段，有：
Xnow＝Xbegin+D×[|Vbegin|×t+0.5×|Abegin|×t2]；
Xnext＝Xbegin+D×[|Vbegin|×(t+0.001)+0.5×|Abegin|×(t+0.001)2]；
Vnow＝Vbegin+Abegin×t；Vnext＝Vbegin+Abegin×(t+0.001)；
Anow＝Abegin；Anext＝Abegin。
在减加速阶段，有：
Xnow＝Xbegin+D×[|Vbegin|×t-(1/6)×j×t3+0.5×|Abegin|×t2]；
Xnext＝Xbegin+D×[|Vbegin|×(t+0.001)－(1/6)×j×(t+0.001)3+0.5×|Abegin|×(t+0.001)2]；
Vnow＝Vbegin+D×[-0.5×j×t2+|Abegin|×t]；
Vnext＝Vbegin+D×[-0.5×j×(t+0.001)2+|Abegin|×(t+0.001)]；
Anow＝Abegin－D×j×t；Anext＝Abegin－D×j×(t+0.001)。
在匀速阶段，有：
Xnow＝Xbegin+Vbegin×t；Xnext＝Xbegin+Vbegin×(t+0.001)；
Vnow＝Vbegin；Vnext＝Vbegin；Anow＝0；Anext＝0。
在加减速阶段，有：
Xnow＝Xbegin+D×[|Vbegin|×t－(1/6)×j×t3]；
Xnext＝Xbegin+D×[|Vbegin|×(t+0.001)－(1/6)×j×(t+0.001)3]；
Vnow＝Vbegin－D×[0.5×j×t2]；
Vnext＝Vbegin－D×[0.5×j×(t+0.001)2]；
Anow＝－D×j×t；Anext＝－D×j×(t+0.001)。
在匀减速阶段，有：
Xnow＝Xbegin+D×[|Vbegin|×t－0.5×|Abegin|×t2]；
Xnext＝Xbegin+D×[|Vbegin|×(t+0.001)－0.5×|Abegin|×(t+0.001)2]；
Vnow＝Vbegin+Abegin×t；
Vnext＝Vbegin+Abegin×(t+0.001)；
Anow＝Abegin；Anext＝Abegin。
在减减速速阶段，有：
Xnow＝Xbegin+D×[|Vbegin|×t－0.5×|Abegin|×t2+(1/6)×j×t3]；
Xnext＝Xbegin+D×[|Vbegin|×(t+0.001)－0.5×|Abegin|×(t+0.001)2+(1/6)×j×(t+0.001)3]；
Vnow＝Vbegin+D×[0.5×j×t2－|Abegin|×t]；
Vnext＝Vbegin+D×[0.5×j×(t+0.001)2－|Abegin|×(t+0.001)]；
Anow＝Abegin+D×j×t；Anext＝Abegin+D×j×(t+0.001)。
步骤S500则通过PID的方式来得到实时的速度控制程序的PID设定值g_SpeedCtrl.SpeedRef，例如：
g_SpeedCtrl.SpeedRef＝g_PosCtrl.Kp×(Xnow－g_PosCtrl.Profile.PosAct)+g_PosCtrl.PreKp×(Xnext－Xnow)；
其中，g_PosCtrl.Profile.PosAct表示电机的实际位置，g_PosCtrl.Kp和g_PosCtrl.PreKp均为调试得到。
最后执行得到的PID设定值就能控制变桨装置完成预定目标。
实施例六：
参见图35，本实施例提供了一种变桨位置控制三阶运动规划装置，包括：触发模块71、第一获取模块72、第二获取模块73和规划模块74，其中：
触发模块71用于判断是否达到规划触发条件，当达到规划触发条件时，进入三阶运动规划步骤；
第一获取模块72用于获取变桨装置的目标运动参数；
第二获取模块73用于获取所述变桨装置的当前运动参数和当前运动状态；
规划模块74用于根据所述当前运动状态和当前运动参数，规划所述变桨装置的规划运动状态，以达到所述目标运动参数中的目标位移量，完成三阶运动规划。
此外，还可以包括用于计算规划运动状态中各运动时刻的电机运动参数的计算模块，用于将电机运动参数转换为变桨控制值，以控制变桨装置根据三阶运动规划运动的PID转换模块。
图36是本发明一实施例提供的终端设备8的示意图。如图36所示，该实施例的终端设备8包括处理器80、存储器81以及存储在存储器81中并可在处理器80上运行的计算机程序82，例如变桨位置控制三阶运动规划程序。处理器80执行计算机程序82时实现上述各个方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S100至S400。或者，处理器80执行计算机程序82时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图35所示模块71至74的功能。
示例性的，计算机程序82可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器81中，并由处理器80执行，以完成本发明。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序82在终端设备8中的执行过程。
终端设备8可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。终端设备8可包括，但不仅限于，处理器80、存储器81。本领域技术人员可以理解，图36仅仅是终端设备8的示例，并不构成对终端设备8的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如终端设备8还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器80可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器81可以是终端设备8的内部存储单元，例如终端设备8的硬盘或内存。存储器81也可以是终端设备8的外部存储设备，例如终端设备8上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器81还可以既包括终端设备8的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器81用于存储计算机程序以及终端设备8所需的其它程序和数据。存储器81还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。当然，上述各单元、模块也可以用包含有计算机程序的处理器来替代，以纯软件的形式完成各部分的工作。
实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述***中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变桨位置控制三阶运动规划方法，其特征在于，包括：当达到规划触发条件时，进入三阶运动规划步骤：
获取变桨装置的目标运动参数；
获取所述变桨装置的当前运动参数和当前运动状态；
根据所述当前运动状态和当前运动参数，规划所述变桨装置的规划运动状态，以达到所述目标运动参数中的目标位移量，完成三阶运动规划。
2.根据权利要求1所述变桨位置控制三阶运动规划方法，其特征在于，所述当前运动状态包括以下之一：静止阶段、加加速运动阶段、匀加速运动阶段、减加速运动阶段、匀速运动阶段、加减速运动阶段、匀减速运动阶段、减减速运动阶段。
3.根据权利要求2所述变桨位置控制三阶运动规划方法，其特征在于，所述根据所述当前运动状态和当前运动参数，规划所述变桨装置的规划运动状态，以达到所述目标运动参数中的目标位移量，完成三阶运动规划的步骤，包括静止阶段规划步骤：
当所述当前运动状态为静止阶段时，分别计算：以第一加加速度从静止状态达到所述目标运动参数中的加速度临界值的第一加加速时间、以第一加加速度从静止状态达到所述目标运动参数中的速度临界值的第二加加速时间、以第一加加速度从静止状态达到所述目标位移量的第三加加速时间；
若所述第三加加速时间≥所述第二加加速时间≥所述第一加加速时间，则所述变桨装置的规划运动状态包括：加加速运动阶段、匀加速运动阶段、减加速运动阶段、匀速运动阶段、加减速运动阶段、匀减速运动阶段、减减速运动阶段，每个阶段的运动方向均为目标位移量的方向；
若所述第三加加速时间≥所述第一加加速时间≥所述第二加加速时间，或者，所述第一加加速时间≥所述第三加加速时间≥所述第二加加速时间，则所述变桨装置的规划运动状态包括：加加速运动阶段、减加速运动阶段、匀速运动阶段、加减速运动阶段、减减速运动阶段，每个阶段的运动方向均为目标位移量的方向；
若所述第二加加速时间≥所述第三加加速时间≥所述第一加加速时间，则所述变桨装置的规划运动状态包括：加加速运动阶段、匀加速运动阶段、减加速运动阶段、加减速运动阶段、匀减速运动阶段、减减速运动阶段，每个阶段的运动方向均为目标位移量的方向；
若所述第二加加速时间≥所述第一加加速时间≥所述第三加加速时间，或者，所述第一加加速时间≥所述第二加加速时间≥所述第三加加速时间，则所述变桨装置的规划运动状态包括：加加速运动阶段、减加速运动阶段、加减速运动阶段、减减速运动阶段，每个阶段的运动方向均为目标位移量的方向。
4.根据权利要求3所述变桨位置控制三阶运动规划方法，其特征在于，所述根据所述当前运动状态和当前运动参数，规划所述变桨装置的规划运动状态，以达到所述目标运动参数中的目标位移量，完成三阶运动规划的步骤，还包括加加速运动阶段规划步骤、匀加速运动阶段规划步骤、减加速运动阶段规划步骤；
其中，所述加加速运动阶段规划步骤包括：
当所述当前运动状态为加加速运动阶段时，分别计算：以当前运动状态将当前速度值降为零产生的第一位移量、所述目标位移量与当前位移量之差的第二位移量；
若所述第二位移量≥所述第一位移量，且所述速度临界值≥所述当前速度值的2倍，则以所述当前运动状态的原规划位移起点为新的规划位移起点，根据所述目标运动参数执行所述静止阶段规划步骤，得到新的规划运动状态，其中，以当前时刻在原规划中所经过的时间对应导入所述新的规划运动状态，得到新的时刻作为规划执行起点；
若所述第二位移量≥所述第一位移量，且所述速度临界值＜所述当前速度值的2倍，则所述变桨装置的规划运动状态包括：减加速运动阶段、匀速运动阶段、加减速运动阶段、减减速运动阶段，且所述匀速运动阶段的速度值为所述当前速度值的2倍；
若所述第二位移量＝所述第一位移量，则所述变桨装置的规划运动状态包括：减加速运动阶段、加减速运动阶段、减减速运动阶段；
若所述第二位移量＜所述第一位移量，则所述变桨装置的正向位移的规划运动状态包括：第一减加速运动阶段、第一加减速运动阶段、第一减减速运动阶段，再以速度降为零的位移点为新的规划位移起点，根据所述目标运动参数执行所述静止阶段规划步骤，得到反向位移的规划运动状态，结合所述正向位移的规划运动状态与反向位移的规划运动状态即为完整的规划运动状态；
所述匀加速运动阶段规划步骤包括：
当所述当前运动状态为匀加速运动阶段时，分别计算：以当前运动状态将当前速度值降为零产生的第一位移量、所述目标位移量与当前位移量之差的第二位移量、以当前运动状态将当前加速度值降为零产生的第一速度值；
若所述第二位移量＞所述第一位移量，且所述速度临界值≥所述第一速度值，则以所述当前运动状态的原规划位移起点为新的规划位移起点，根据所述目标运动参数执行所述静止阶段规划步骤，得到新的规划运动状态，其中，以当前时刻在原规划中所经过的时间对应导入所述新的规划运动状态，得到新的时刻作为规划执行起点；
若所述第二位移量＞所述第一位移量，且所述速度临界值＜所述第一速度值，则所述变桨装置的规划运动状态包括：减加速运动阶段、匀速运动阶段、加减速运动阶段、减减速运动阶段，且所述匀速运动阶段的速度值为所述第一速度值；
若所述第二位移量＝所述第一位移量，则所述变桨装置的规划运动状态包括：减加速运动阶段、加减速运动阶段、匀减速运动阶段、减减速运动阶段；
若所述第二位移量＜所述第一位移量，则所述变桨装置的正向位移的规划运动状态包括：第一减加速运动阶段、第一加减速运动阶段、第一匀减速运动阶段、第一减减速运动阶段，再以速度降为零的位移点为新的规划位移起点，根据所述目标运动参数执行所述静止阶段规划步骤，得到反向位移的规划运动状态，结合所述正向位移的规划运动状态与反向位移的规划运动状态即为完整的规划运动状态；
所述减加速运动阶段规划步骤包括：
当所述当前运动状态为减加速运动阶段时，分别计算：以当前运动状态将当前速度值降为零产生的第一位移量、所述目标位移量与当前位移量之差的第二位移量、以当前运动状态将当前加速度值降为零产生的第一速度值，以及当所述速度临界值＞所述第一速度值时，计算以当前运动状态完成减加速过程后，再经过加加速、匀加速、减加速将速度值提升至所述速度临界值，最后将速度值降为零的过程所产生的第三位移量；
若所述第二位移量＞所述第三位移量，且所述速度临界值≥所述第一速度值，则所述变桨装置的规划运动状态包括：先以当前运动状态完成第一减加速运动阶段，再经第二加加速运动阶段、第二匀加速运动阶段、第二减加速运动阶段将速度值提升至所述速度临界值，最后经第二匀速运动阶段、第二加减速运动阶段、第二匀减速运动阶段、第二减减速运动阶段将速度值降为零，即得到完整的规划运动状态；
若所述第二位移量＞所述第三位移量，且所述速度临界值＜所述第一速度值时；
或者，若所述第一位移量＜所述第二位移量＜所述第三位移量时；
所述变桨装置的规划运动状态包括：减加速运动阶段、匀速运动阶段、加减速运动阶段、匀减速运动阶段、减减速运动阶段；
若所述第二位移量＝所述第一位移量，则所述变桨装置的规划运动状态包括：减加速运动阶段、加减速运动阶段、匀减速运动阶段、减减速运动阶段；
若所述第二位移量＜所述第一位移量，则所述变桨装置的正向位移的规划运动状态包括：第一减加速运动阶段、第一加减速运动阶段、第一匀减速运动阶段、第一减减速运动阶段，再以速度降为零的位移点为新的规划位移起点，根据所述目标运动参数执行所述静止阶段规划步骤，得到反向位移的规划运动状态，结合所述正向位移的规划运动状态与反向位移的规划运动状态即为完整的规划运动状态。
5.根据权利要求3所述变桨位置控制三阶运动规划方法，其特征在于，所述根据所述当前运动状态和当前运动参数，规划所述变桨装置的规划运动状态，以达到所述目标运动参数中的目标位移量，完成三阶运动规划的步骤，还包括匀速运动阶段规划步骤：
当所述当前运动状态为减加速运动阶段时，分别计算：以当前运动状态将当前速度值降为零产生的第一位移量、所述目标位移量与当前位移量之差的第二位移量，以及当所述速度临界值＞所述当前速度值时，计算将所述当前速度值经过加加速、匀加速、减加速提升至所述速度临界值，再将速度值降为零的过程所产生的第四位移量；
若所述第二位移量＞所述第四位移量，且所述速度临界值≥所述当前速度值，则所述变桨装置的规划运动状态包括：先经第二加加速运动阶段、第二匀加速运动阶段、第二减加速运动阶段将速度值提升至所述速度临界值，再经第二匀速运动阶段、第二加减速运动阶段、第二匀减速运动阶段、第二减减速运动阶段将速度值降为零，即得到完整的规划运动状态；
若所述第二位移量＞所述第四位移量，且所述速度临界值＜所述当前速度值时；
或者，若所述第一位移量＜所述第二位移量＜所述第四位移量时；
所述变桨装置的规划运动状态包括：匀速运动阶段、加减速运动阶段、匀减速运动阶段、减减速运动阶段；
若所述第二位移量＝所述第一位移量，则所述变桨装置的规划运动状态包括：加减速运动阶段、匀减速运动阶段、减减速运动阶段；
若所述第二位移量＜所述第一位移量，则所述变桨装置的正向位移的规划运动状态包括：第一加减速运动阶段、第一匀减速运动阶段、第一减减速运动阶段，再以速度降为零的位移点为新的规划位移起点，根据所述目标运动参数执行所述静止阶段规划步骤，得到反向位移的规划运动状态，结合所述正向位移的规划运动状态与反向位移的规划运动状态即为完整的规划运动状态。
6.根据权利要求3所述变桨位置控制三阶运动规划方法，其特征在于，所述根据所述当前运动状态和当前运动参数，规划所述变桨装置的规划运动状态，以达到所述目标运动参数中的目标位移量，完成三阶运动规划的步骤，还包括加减速运动阶段规划步骤、匀减速运动阶段规划步骤、减减速运动阶段规划步骤；
其中，所述加减速运动阶段规划步骤包括：
当所述当前运动状态为加减速运动阶段时，分别计算：以当前运动状态将当前速度值降为零产生的第一位移量、所述目标位移量与当前位移量之差的第二位移量、以当前运动状态将当前加速度值降为零产生的第一速度值，以及当所述速度临界值＞所述第一速度值时，计算将所述当前速度值经过减减速达到所述第一速度值后，再经加加速、匀加速、减加速提升至所述速度临界值，最后将速度值降为零的过程所产生的第五位移量；
若所述第二位移量＞所述第五位移量，且所述速度临界值≥所述第一速度值，则所述变桨装置的规划运动状态包括：先经第一减减速运动阶段将当前速度值达到所述第一速度值，再经第二加加速运动阶段、第二匀加速运动阶段、第二减加速运动阶段将速度值提升至所述速度临界值，最后经第二匀速运动阶段、第二加减速运动阶段、第二匀减速运动阶段、第二减减速运动阶段将速度值降为零，即得到完整的规划运动状态；
若所述第二位移量＞所述第五位移量，且所述速度临界值＜所述第一速度值时；
或者，若所述第一位移量＜所述第二位移量＜所述第五位移量时；
所述变桨装置的规划运动状态包括：第一阶段以原规划的第一加减速运动阶段、第一匀减速运动阶段、第一减减速运动阶段将速度值降为零，第二阶段以速度降为零的位移点为新的规划位移起点，根据所述目标运动参数执行所述静止阶段规划步骤，得到第二阶段的规划运动状态，结合第一阶段与第二阶段即为完整的规划运动状态；
若所述第二位移量＝所述第一位移量，则所述变桨装置的规划运动状态包括：加减速运动阶段、匀减速运动阶段、减减速运动阶段；
若所述第二位移量＜所述第一位移量，则所述变桨装置的正向位移的规划运动状态包括：第一加减速运动阶段、第一匀减速运动阶段、第一减减速运动阶段，再以速度降为零的位移点为新的规划位移起点，根据所述目标运动参数执行所述静止阶段规划步骤，得到反向位移的规划运动状态，结合所述正向位移的规划运动状态与反向位移的规划运动状态即为完整的规划运动状态；
所述匀减速运动阶段规划步骤包括：
当所述当前运动状态为加减速运动阶段时，分别计算：以当前运动状态将当前速度值降为零产生的第一位移量、所述目标位移量与当前位移量之差的第二位移量、以当前运动状态将当前加速度值降为零产生的第一速度值，以及当所述速度临界值＞所述第一速度值时，计算将所述当前速度值经过减减速达到所述第一速度值后，再经加加速、匀加速、减加速提升至所述速度临界值，最后将速度值降为零的过程所产生的第五位移量；
若所述第二位移量＞所述第五位移量，且所述速度临界值≥所述第一速度值，则所述变桨装置的规划运动状态包括：先经第一减减速运动阶段将当前速度值达到所述第一速度值，再经第二加加速运动阶段、第二匀加速运动阶段、第二减加速运动阶段将速度值提升至所述速度临界值，最后经第二匀速运动阶段、第二加减速运动阶段、第二匀减速运动阶段、第二减减速运动阶段将速度值降为零，即得到完整的规划运动状态；
若所述第二位移量＞所述第五位移量，且所述速度临界值＜所述第一速度值时；
或者，若所述第一位移量＜所述第二位移量＜所述第五位移量时；
所述变桨装置的规划运动状态包括：第一阶段以原规划的第一匀减速运动阶段、第一减减速运动阶段将速度值降为零，第二阶段以速度降为零的位移点为新的规划位移起点，根据所述目标运动参数执行所述静止阶段规划步骤，得到第二阶段的规划运动状态，结合第一阶段与第二阶段即为完整的规划运动状态；
若所述第二位移量＝所述第一位移量，则所述变桨装置的规划运动状态包括：匀减速运动阶段、减减速运动阶段；
若所述第二位移量＜所述第一位移量，则所述变桨装置的正向位移的规划运动状态包括：第一匀减速运动阶段、第一减减速运动阶段，再以速度降为零的位移点为新的规划位移起点，根据所述目标运动参数执行所述静止阶段规划步骤，得到反向位移的规划运动状态，结合所述正向位移的规划运动状态与反向位移的规划运动状态即为完整的规划运动状态；
所述减减速运动阶段规划步骤包括：
当所述当前运动状态为加减速运动阶段时，分别计算：以当前运动状态将当前速度值降为零产生的第一位移量、所述目标位移量与当前位移量之差的第二位移量；
若所述第二位移量＞所述第一位移量，则所述变桨装置的规划运动状态包括：第一阶段以原规划的第一减减速运动阶段将速度值降为零，第二阶段以速度降为零的位移点为新的规划位移起点，根据所述目标运动参数执行所述静止阶段规划步骤，得到第二阶段的规划运动状态，结合第一阶段与第二阶段即为完整的规划运动状态；
若所述第二位移量＝所述第一位移量，则所述变桨装置的规划运动状态包括：减减速运动阶段；
若所述第二位移量＜所述第一位移量，则所述变桨装置的正向位移的规划运动状态包括：第一减减速运动阶段，再以速度降为零的位移点为新的规划位移起点，根据所述目标运动参数执行所述静止阶段规划步骤，得到反向位移的规划运动状态，结合所述正向位移的规划运动状态与反向位移的规划运动状态即为完整的规划运动状态。
7.根据权利要求1所述变桨位置控制三阶运动规划方法，其特征在于，完成所述三阶运动规划步骤后，还包括：
计算所述规划运动状态中各运动时刻的电机运动参数；
将所述电机运动参数转换为变桨控制值，以控制所述变桨装置根据所述三阶运动规划运动。
8.一种变桨位置控制三阶运动规划装置，其特征在于，包括：
触发模块，用于判断是否达到规划触发条件，当达到规划触发条件时，进入三阶运动规划步骤；
第一获取模块，用于获取变桨装置的目标运动参数；
第二获取模块，用于获取所述变桨装置的当前运动参数和当前运动状态；
规划模块，用于根据所述当前运动状态和当前运动参数，规划所述变桨装置的规划运动状态，以达到所述目标运动参数中的目标位移量，完成三阶运动规划。
9.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
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