一种基于最大误差动态补偿的多电机协同控制系统

1.本发明涉及电机控制技术领域，尤其是一种基于最大误差动态补偿的多电机协同控制系统。


背景技术：

2.电机(英文：electric machinery，俗称“马达”)是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，电机在电路中是用字母m(旧标准用d)表示，它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源，所以电机在各行各业的使用日益广泛深入，近年来随着环保以及碳排放问题，电能以及各类新能源的发展蒸蒸日上，同时在制造业中多电机协作随着技术的进步愈加广泛，多电机系统协同控制是指在一个具有多台电机的系统中，各台电机向各自的模块传递动力，各台电机之间转速、位置、转角等参数保持一定的相对关系，特别是现在的新能源汽车领域也会使用到多电机驱动；
3.在实际的应用中，影响多电机控制系统协同控制性能的因素很多，主要可以总结为两个方面：首先，在系统的运行过程中，机械部件加在不同电机上的负载是不相同的，使得各台的电机的实际运行性能是不相同的，从而影响系统的多电机系统协同性；其次，由各台电机本身的参数不是完全相同的，其各自的控制器也不完全相同，且存在外部电气参数的变化、电源的波动等情况，各台电机的实际运行状况不同，从而影响多电机系统协调控制性能；
4.所以不管是应用在哪个领域的多电机控制系统，在使用时都会存在多个电机之间运行误差的问题，现有的多电机协作系统大多采取主从补偿来进行多电机控制调整，但是现有的多电机协同控制系统使用主从补偿还是存在协同控制和动态响应能力不足的问题。


技术实现要素：

5.本发明针对背景技术中的不足，提供了一种基于最大误差动态补偿的多电机协同控制系统。
6.本发明为解决上述现象，采用以下技术方案，一种基于最大误差动态补偿的多电机协同控制系统，系统步骤包括如下：
7.s1，分项研究：多电机协同控制系统在部署前需要研究现有的多个多电机控制技术，同时再以笛卡尔三轴正交平台搭载三指机械手组成的视觉分拣系统为研究对象，研究其多电机协同控制的技术；
8.s2，电机调研：在复杂的机电系统中，由于各台电机的型号不同、负载不均、电机参数变化以及各类干扰等问题，使多电机系统的协同控制性能受到影响，所以需要在控制系统中对选取的多个电机进行调研，起到多电机协同控制时电机本身的影响问题减少；
9.s3，dsp控制：经过分项研究以及电机调研后最终采取以dsp作为控制核心，保证单个电机控制精确性的前提下，通过软硬件进行最大误差动态补偿的多电机协同控制；
10.s4，误差判断：在整体动态补偿时，为了达到最佳的补偿效果，可以通过协调控制
器推理判断出误差等级最大的电机，即对同步性能影响最大的电机；
11.s5，动态补偿：当判断出误差等级最大的电机后，随后利用该电机与其他电机之间的同步误差对该电机优先进行补偿，减少电机之间的同步误差，提高多电机系统的同步性能。
12.作为本发明的进一步优选方式，步骤s1中，现有的多个多电机控制技术包括ladrc转速控制器、同步误差模糊补偿器、并行控制方式、主从控制方式、交叉耦合控制方式、相邻交叉耦合控制方式、偏差耦合控制方式、pid控制算法、鲁棒自适应虚拟补偿控制器和电子差速控制，其研究主要分为软硬件两大方面，研究时通过笛卡尔三轴正交平台搭载三指机械手组成的视觉分拣进行试验验证。
13.作为本发明的进一步优选方式，步骤s2中，调研时需要先行对多个使用电机的型号、负载值、电机参数变化、设计寿命参考、各类干扰能力以及使用性能衰弱进行汇总列出，并需要根据多项数值，进行网络程测试模拟、plc试验台模拟和硬件试验台使用模拟，最终根据调研试验数据来协作控制系统的整体后段部署。
14.作为本发明的进一步优选方式，步骤s3中，dsp控制是指采取dsp控制器搭配dsp控制芯片，dsp芯片具有更加适合于数字信号处理的软件和硬件资源，可用于复杂的数字信号误差补偿处理算法，控制多个电机进行微调的数值输出。
15.作为本发明的进一步优选方式，步骤s4中，针对误差等级最大即对同步性能影响最大的电机进行优先级处理，可以减少多电机协同控制系统动态补偿的运行压力，将误差最大的电机进行微调控制，可以对整体的多电机运行起到快速同步和响应的优化。
16.作为本发明的进一步优选方式，步骤s5中，基于最大误差的动态补偿的多电机协同控制系统结构较简单，电机之间动态耦合，提高了多电机系统中电机之间的同步性，相对传统的主从补偿控制具有更好的协同控制性能和动态响应能力，并且稳定性和抗干扰能力更强。
17.本发明通过分项研究现有的多个多电机控制技术，研究时通过笛卡尔三轴正交平台搭载三指机械手组成的视觉分拣进行试验验证,同时需要电机调研，对选取的多个电机进行型号、负载值、电机参数变化、设计寿命参考、各类干扰能力以及使用性能衰弱进行汇总列出，并需要根据多项数值，进行网络程测试模拟、plc试验台模拟和硬件试验台使用模拟，最终根据调研试验数据来协作控制系统的整体后段部署，起到多电机协同控制时电机本身的影响问题减少，经过分项研究以及电机调研后最终采取以dsp作为控制核心，保证单个电机控制精确性的前提下，通过软硬件进行最大误差动态补偿的多电机协同控制，可以通过协调控制器推理判断出误差等级最大的电机，即对同步性能影响最大的电机，针对误差等级最大即对同步性能影响最大的电机进行优先级处理，可以减少多电机协同控制系统动态补偿的运行压力，将误差最大的电机进行微调控制，可以对整体的多电机运行起到快速同步和响应的优化，减少电机之间的同步误差，提高多电机系统的同步性能，基于最大误差的动态补偿的多电机协同控制系统结构较简单，电机之间动态耦合，提高了多电机系统中电机之间的同步性，相对传统的主从补偿控制具有更好的协同控制性能和动态响应能力，并且稳定性和抗干扰能力更强。
附图说明
18.图1为本发明系统流程图。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.本发明提供一种技术方案：一种基于最大误差动态补偿的多电机协同控制系统，系统步骤包括如下：
21.s1，分项研究：多电机协同控制系统在部署前需要研究现有的多个多电机控制技术，同时再以笛卡尔三轴正交平台搭载三指机械手组成的视觉分拣系统为研究对象，研究其多电机协同控制的技术；
22.s2，电机调研：在复杂的机电系统中，由于各台电机的型号不同、负载不均、电机参数变化以及各类干扰等问题，使多电机系统的协同控制性能受到影响，所以需要在控制系统中对选取的多个电机进行调研，起到多电机协同控制时电机本身的影响问题减少；
23.s3，dsp控制：经过分项研究以及电机调研后最终采取以dsp作为控制核心，保证单个电机控制精确性的前提下，通过软硬件进行最大误差动态补偿的多电机协同控制；
24.s4，误差判断：在整体动态补偿时，为了达到最佳的补偿效果，可以通过协调控制器推理判断出误差等级最大的电机，即对同步性能影响最大的电机；
25.s5，动态补偿：当判断出误差等级最大的电机后，随后利用该电机与其他电机之间的同步误差对该电机优先进行补偿，减少电机之间的同步误差，提高多电机系统的同步性能。
26.步骤s1中，现有的多个多电机控制技术包括ladrc转速控制器、同步误差模糊补偿器、并行控制方式、主从控制方式、交叉耦合控制方式、相邻交叉耦合控制方式、偏差耦合控制方式、pid控制算法、鲁棒自适应虚拟补偿控制器和电子差速控制，其研究主要分为软硬件两大方面，研究时通过笛卡尔三轴正交平台搭载三指机械手组成的视觉分拣进行试验验证。
27.步骤s2中，调研时需要先行对多个使用电机的型号、负载值、电机参数变化、设计寿命参考、各类干扰能力以及使用性能衰弱进行汇总列出，并需要根据多项数值，进行网络程测试模拟、plc试验台模拟和硬件试验台使用模拟，最终根据调研试验数据来协作控制系统的整体后段部署。
28.步骤s3中，dsp控制是指采取dsp控制器搭配dsp控制芯片，dsp芯片具有更加适合于数字信号处理的软件和硬件资源，可用于复杂的数字信号误差补偿处理算法，控制多个电机进行微调的数值输出。
29.步骤s4中，针对误差等级最大即对同步性能影响最大的电机进行优先级处理，可以减少多电机协同控制系统动态补偿的运行压力，将误差最大的电机进行微调控制，可以对整体的多电机运行起到快速同步和响应的优化。
30.步骤s5中，基于最大误差的动态补偿的多电机协同控制系统结构较简单，电机之
间动态耦合，提高了多电机系统中电机之间的同步性，相对传统的主从补偿控制具有更好的协同控制性能和动态响应能力，并且稳定性和抗干扰能力更强。
31.综上所述，本发明通过分项研究现有的多个多电机控制技术，研究时通过笛卡尔三轴正交平台搭载三指机械手组成的视觉分拣进行试验验证,同时需要电机调研，对选取的多个电机进行型号、负载值、电机参数变化、设计寿命参考、各类干扰能力以及使用性能衰弱进行汇总列出，并需要根据多项数值，进行网络程测试模拟、plc试验台模拟和硬件试验台使用模拟，最终根据调研试验数据来协作控制系统的整体后段部署，起到多电机协同控制时电机本身的影响问题减少，经过分项研究以及电机调研后最终采取以dsp作为控制核心，保证单个电机控制精确性的前提下，通过软硬件进行最大误差动态补偿的多电机协同控制，可以通过协调控制器推理判断出误差等级最大的电机，即对同步性能影响最大的电机，针对误差等级最大即对同步性能影响最大的电机进行优先级处理，可以减少多电机协同控制系统动态补偿的运行压力，将误差最大的电机进行微调控制，可以对整体的多电机运行起到快速同步和响应的优化，减少电机之间的同步误差，提高多电机系统的同步性能，基于最大误差的动态补偿的多电机协同控制系统结构较简单，电机之间动态耦合，提高了多电机系统中电机之间的同步性，相对传统的主从补偿控制具有更好的协同控制性能和动态响应能力，并且稳定性和抗干扰能力更强。
32.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
33.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。