本发明涉及电子技术领域，尤其涉及对象的控制装置及方法。
背景技术：
控制装置主要用于向对象下发控制指令，从而对对象进行控制，上述对象可以是无人机、无人船、无人驾驶汽车等智能设备。
在现有技术中，控制装置通常包括控制器，控制器可以根据预先建立的模型生成控制指令，然后通过控制指令对对象进行控制，然而现有的控制装置中，生成的控制指令为综合指令，由于未对综合的控制指令进行分析和处理，从而导致控制准确性不高。
可见，现有的控制装置存在控制准确性不高的技术问题。
技术实现要素：
本发明实施例提供了对象的控制装置及方法，用于解决现有的控制装置存在控制准确性不高的技术问题。
第一方面，本发明提供了对象的控制装置，包括：
分配单元，用于根据第一控制指令以及与所述第一控制指令相关的目标对象的状态参数获得第二控制指令，并根据所述第二控制指令和所述状态参数，设置分配规则，其中，所述第一控制指令为用以控制目标对象达到目标状态的原始控制指令，且所述第一控制指令为综合控制指令，所述第二控制指令为与目标对象实际情况相符的控制指令；
控制单元，用于生成所述第一控制指令，并基于所述分配规则对所述目标对象进行控制。
可选的，所述控制单元还包括：指令处理子单元，用于在根据第一控制指令以及与所述第一控制指令相关的目标对象的状态参数获得第二控制指令之前：
对所述第一控制指令进行处理，获得与期望响应动态相符的第三控制指令。
可选的，所述控制单元还包括反馈子单元，用于根据所述状态参数获得综合反馈，其中，所述状态参数包括可测量的第一状态参数和不可测量的第二状态参数，所述第二状态参数由预先设置的数学模型获得。
可选的，所述控制单元还包括：误差控制子单元，用于对所述第一控制指令和所述综合反馈进行误差控制获得第四控制指令。
可选的，所述估计单元包括：自适应子单元，用于：
对所述目标对象的干扰因素进行预测，获得预测值，并基于所述预测值对所述第四控制指令进行修正获得第五控制指令，以将所述第五控制指令作为目标控制指令。
可选的，所述控制单元包括：指令分配子单元，将所述目标控制指令分配到所述目标对象的每个执行结构。
可选的，所述装置还包括：增量子单元，用于将所述目标控制指令与上一拍控制指令比较，获得指令增量，然后基于所述指令增量对所述目标对象进行控制。
可选的，所述预先设置的数学模型为非线性数学模型。
基于同样的发明构思，本发明第二方面提供了对象的控制方法，应用于对象的控制装置，所述控制装置包括分配单元和控制单元，所述方法包括：
通过所述分配单元根据第一控制指令以及与所述第一控制指令相关的目标对象的状态参数获得第二控制指令，并根据所述第二控制指令和所述状态参数，设置分配规则，其中，所述第一控制指令为用以控制目标对象达到目标状态的原始控制指令，且所述第一控制指令为综合控制指令，所述第二控制指令为与目标对象实际情况相符的控制指令；
通过所述控制单元生成所述第一控制指令，并基于所述分配规则对所述目标对象进行控制，其中，所述第一控制指令为用以控制目标对象达到目标状态的原始控制指令。
可选地，在所述根据第一控制指令以及与所述第一控制指令相关的目标对象的状态参数获得第二控制指令之前：
对所述第一控制指令进行处理，获得与期望响应动态相符的第三控制指令。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
在本发明实施例的装置包括分配单元和控制单元，由于可以通过分配单元根据第一控制指令以及与第一控制指令相关的目标对象的状态参数获得第二控制指令，即可以结合目标对象的状态参数对综合控制指令进行解析，获得与目标对象实际情况相符的单一控制指令，从而可以提高控制的准确性，并且，可以根据解析出的第二控制指令和状态参数，设置分配规则，然后基于分配规则对目标对象进行控制，从而可以适应不同的目标对象，在保证准确性的同时提高装置的可扩展性，解决了现有的控制装置存在控制准确性不高的技术问题。
附图说明
图1为本发明实施例中对象的控制装置的结构图；
图2为本发明实施例中对象的控制方法的流程图。
具体实施方式
本发明实施例提供了本发明实施例提供了对象的控制装置及方法，用于解决现有的控制装置存在控制准确性不高的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明一实施例提供的技术方案总体思路如下：
上述方法中，由于可以通过分配单元根据第一控制指令以及与第一控制指令相关的目标对象的状态参数获得第二控制指令，即可以结合目标对象的状态参数对综合控制指令进行解析，获得与目标对象实际情况相符的单一控制指令，从而可以提高控制的准确性，并且，可以根据解析出的第二控制指令和状态参数，设置分配规则，然后基于分配规则对目标对象进行控制，从而可以适应不同的目标对象，在保证准确性的同时提高装置的可扩展性，解决了现有的控制装置存在控制准确性不高的技术问题。
下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
实施例一
本发明第一方面提供了对象的控制装置，请参考图1，为本发明实施例中对象的控制装置的结构图。该控制装置包括：
分配单元10，用于根据第一控制指令以及与所述第一控制指令相关的目标对象的状态参数获得第二控制指令，并根据所述第二控制指令和所述状态参数，设置分配规则，其中，所述第一控制指令为用以控制目标对象达到目标状态的原始控制指令，且所述第一控制指令为综合控制指令，所述第二控制指令为与目标对象实际情况相符的控制指令；
控制单元20，用于生成所述第一控制指令，并基于所述分配规则对所述目标对象进行控制。
具体来说，第一控制指令是用于控制目标对象状态的综合控制指令，综合控制指令可以为速度和姿态的综合量，或者过载、角速率和动压的综合量等，第一控制指令可以对目标对象的动作进行控制。上述对象包括无人机、无人船、无人车等，以无人机为例，状态参数包括：飞行速度、动压、过载、高度、加速度，姿态角、角速率、角加速度、气流角、电机转速、舵面偏转角、大气密度、大气温度、外界环境的干扰、传感器噪声中的一种或多种。
由于第一控制指令为综合控制指令，则需要将其转化为与目标对象实际情况变化相符的第二控制指令，例如第一控制指令为速度和姿态的综合量的综合指令，则将其转化为角加速度的指令，同时需要考虑目标对象状态参数。第二控制指令是直接影响到目标对象的指令，比如角加速度、力矩。
根据第二控制指令和状态参数，设置分配规则，具体可以通过下述方法来实现：首先确定与第二控制指令相关的执行机构，并结合目标对象的状态参数对第二控制指令的影响，设置分配规则，分配规则包括基于优化的控制分配算法有直接分配法、广义逆法、基于线性规划(单纯形法、内点法)、基于二次规划法(序列二次规划、定点法、有效集法)，基于非优化的控制分配法有串接链法等，本抓你可以采用基于二次规划的串接链法。
以目标对象为无人机为例，例如执行机构为电机，并对执行机构的位置、速率的范围限制。如果一个执行机构饱和，其它执行机构仍可用于产生与第二控制指令相符的控制效果。另外，还可以针对特定目标实现系统优化，比如最小阻力、翼面载荷最小、控制面总偏度最小，这样就可以结合当前状态设置分配规则。更为具体地，当第二控制指令为角加速度指令时，而状态参数为速度和高度时，角速度指令可以转化为电机力矩的控制。例如总共四个电机，可以根据每个电机的当前状态，设置分配规则，可以按照一定的比例，或者当某个电机的偏转较大时，通过其他几个电机的偏转量，达到预期的控制效果。
在本发明实施例提供的控制装置中，控制单元还包括：指令处理子单元，用于在根据第一控制指令以及与所述第一控制指令相关的目标对象的状态参数获得第二控制指令之前：
对所述第一控制指令进行处理，获得与期望响应动态相符的第三控制指令。
具体来说，在具体的实施过程中，由于控制指令是随时变化的，如果直接根据控制指令对目标对象进行控制，则可能会导致目标对象的变化幅度过大，甚至无法执行该控制指令的问题。举例来说，如果第一控制指令是用于控制角加速度，如果当前状态参数角加速度为1度每秒，第一控制指令为10度每秒，则需要将目标对象的角加速度由1直接变为10，这就会导致目标对象运行不稳定、出现较大偏转等；而本发明实施例的方法，则会对第一控制指令进行处理，例如将10度每秒处理成7度每秒。
具体来说，理想模型中设置有第一控制指令与预期响应动态的对应关系，可以是根据已有的数据、知识和经验得到的对应关系，更为具体地，可以根据已知闭环系统在输入驱动下的响应和运行品质的要求确定，如果输入的第一控制指令为加速度指令，则会有与之相对应的预期响应动态，同样，如果输入的第一控制指令为速度指令，也会有相对应的预期响应动态。以速度指令为例，当输入某个控制指令时，其预期响应动态为前0.3s缓慢(低于预设响应速度)变化，等达到稳定1s后按照预设的响应速度进行变化。
第一控制指令与第三控制指令之间可以是对应比例的关系也可以是其他关系，例如当第一控制指令为10时，第三控制指令可以为8，也可以为7。具体情况可以根据实际情况设置，在此不做具体限定。
更为具体地，将第一控制指令做处理得到第三控制指令是循环执行的，当得到第三控制指令后，可以再次对第三控制指令进行处理得到下一次的控制指令，直到飞行状态趋于第一控制指令为止。
在本发明实施例提供的控制装置中，控制单元还包括反馈子单元，用于根据所述状态参数获得综合反馈，其中，所述状态参数包括可测量的第一状态参数和不可测量的第二状态参数，所述第二状态参数由预先设置的数学模型获得。
在具体的实施过程中，根据目标对象状态参数获得综合反馈可以通过下述方法实现：
获取目标对象的状态参数中可测量的第一状态参数的值；
基于预设被控对象模型估计出所述状态参数中不可测量的第二状态参数的值；
根据所述第一状态参数的值和所述第二状态参数的值，获得综合反馈。
在具体的实施过程中，对于可测量的第一状态参数的值，可以通过传感器设备对目标对象进行测量，从而获得相应的测量值，上述测量值可以包括姿态、速度、角速率、舵面偏度等。对于不可测量的第二状态参数的值，则可以通过构建预设被控对象模型来进行估计，例如六自由度模型或卡尔曼滤波等，上述预设被控对象模型可以为线形数学模型，也可以为非线形数学模型。可选地，采用非线性模型估计出所述目标对象的不可测量的运动状态，从而可以适应更多的运动状态。在分别获得第一状态参数的值和第二状态参数的值后，则可以通过控制变量设计的方式得到综合反馈。
更为具体地，综合反馈可以通过下述方式获得，将状态参数进行变量设计，并将其转换为与第一控制指令对应的指令变化值，然后将所述指令变化值作为所述综合反馈。举例来说，如果第一控制指令为俯仰角速率指令，为50deg/s，而与第一控制指令相关的参数包括俯仰角速率、迎角、法向过载等，则根据上述参数进行变量设计，将上述参数转化为指令变化值，即根据上述参数对第一控制指令的影响程度转换为指令变化值，例如俯仰速率为40deg/s，迎角15deg，法向过载5g，则可将其转化为指令变化值60deg/s，并将其作为综合反馈。
具体来说，某种俯仰方向综合反馈方法为
其中，p和q是滚转和俯仰角速率；u和v是机体x和y轴速度；和θ是滚转和俯仰角；α是迎角；g是重力加速度；V∞是空速；K比例因子，与动压、飞行速度、空气动力系数和参考面积等相关。
在本发明实施例提供的控制装置中，控制单元还包括：误差控制子单元，用于对所述第一控制指令和所述综合反馈进行误差控制获得第四控制指令。
具体来说，当得到综合反馈后，可以通过设计控制器对第二控制指令和综合反馈进行误差控制获得第四控制指令，然后再对第四控制指令进行解析，并提取出与控制输出直接相关的物理量，例如第四控制指令，可以包含俯仰角速率、法向过载、迎角，根据控制变量设计各部分所占的比例根据实际情况有所不同，例如80％的俯仰速率、10％的法向过载、10％的迎角，对上述综合控制指令进行解析，并提取出与控制输出直接相关的物理量，例如对无人机的控制一般为角加速度、对无人车一般为速度。
具体来说，如果俯仰方向综合反馈如式1所示，那先对式1进行微分并近似可得：
此时，写出俯仰角加速度指令的表达式
其中，是误差控制得到的综合误差控制指令；u和v是机体x和y轴速度；是滚转角加速度指令；是俯仰角加速度指令。
可选的，本实施例的控制装置中，所述估计单元包括：自适应子单元，用于：
对所述目标对象的干扰因素进行预测，获得预测值，并基于所述预测值对所述第四控制指令进行修正获得第五控制指令，以将所述第五控制指令作为目标控制指令。
具体来说，上述干扰因素包括噪声、风力、建模不准确性等可能会影响目标对象运行的因素，然后对这些因素进行估计得到预测值，并对第三控制指令进行修正得到第四控制指令，从而使得控制指令进行自适应修正，从而提高控制的准确性。
本实施例的控制装置中，所述控制单元包括：指令分配子单元，将所述目标控制指令分配到所述目标对象的每个执行结构。
本实施例的控制装置还包括：增量子单元，用于将所述目标控制指令与上一拍控制指令比较，获得指令增量，然后基于所述指令增量对所述目标对象进行控制。
作为一种可选实施方式，预先设置的数学模型为非线性数学模型。
实施例二
基于与前述第一方面中对象的控制装置同样的发明构思，本发明实施例二还提供了对象的控制方法，如图2所示，应用于对象的控制装置，所述控制装置包括分配单元和控制单元，包括：
步骤S101：通过所述分配单元根据第一控制指令以及与所述第一控制指令相关的目标对象的状态参数获得第二控制指令，并根据所述第二控制指令和所述状态参数，设置分配规则；
步骤S102：通过所述控制单元生成所述第一控制指令，并基于所述分配规则对所述目标对象进行控制，其中，所述第一控制指令为用以控制目标对象达到目标状态的原始控制指令。
本实施例提供的方法，在所述根据第一控制指令以及与所述第一控制指令相关的目标对象的状态参数获得第二控制指令之前：
对所述第一控制指令进行处理，获得与期望响应动态相符的第三控制指令。
前述图1实施例中对象的控制装置的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的对象的控制方法，通过前述对对象的控制装置的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中对象的控制方法的实施方法，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
在本发明实施例的装置包括分配单元和控制单元，由于可以通过分配单元根据第一控制指令以及与第一控制指令相关的目标对象的状态参数获得第二控制指令，即可以结合目标对象的状态参数对综合控制指令进行解析，获得与目标对象实际情况相符的单一控制指令，从而可以提高控制的准确性，并且，可以根据解析出的第二控制指令和状态参数，设置分配规则，然后基于分配规则对目标对象进行控制，从而可以适应不同的目标对象，在保证准确性的同时提高装置的可扩展性，解决了现有的控制装置存在控制准确性不高的技术问题。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。