多执行器协同运动控制方法、装置及机械设备与流程

本技术涉及协同控制，具体地涉及一种多执行器协同运动控制方法，一种多执行器协同运动控制装置、一种机械设备、一种机器可读存储介质及一种电子设备。

背景技术：

1、在工业设备中，存在许多的自动控制系统，比如，在许多大型液压设备中，有同步举升液压系统、隧道掘进机的多轴同步控制系统、液压机的四角调平系统等。其中，执行器是自动控制系统中必不可少的一个重要组成部分，用于接收控制器送来的控制信号，改变被控介质的大小，从而将被控变量维持在所要求的数值上或一定的范围内。执行器按其能源形式可分为气动、液动、电动三大类。在一些自动控制系统中，需要由多个执行器进行协同运动，比如，对于液压设备，执行器包括液压马达、液压缸等，控制多个液压缸同步运动，包括控制多液压缸同时伸出、同时停止、同时缩回等控制。

2、为了实现多个执行器同步运动，目前常常采用同步控制策略达到减小协同控制误差至趋近于零的目的，但是，协同控制误差还受到执行器在区间内的速度差异影响，而针对此速度影响，传统协同控制策略是使用主从位移协同控制或者等同速度控制策略，但是，由于运动执行器的速度较快且可控位移区间较小，则控制上允许的时间将变为毫秒级，往往使得控制滞后或者超调后无法在短时间内达到稳态，也即控制器到达稳态所需时间大于执行器协同控制允许的时间，控制效果较差。

3、因此，现有的协同运动控制方法无法在短时间内达到稳态，导致无法实现精准协同运动控制。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的是提供一种多执行器协同运动控制方法，一种多执行器协同运动控制装置、一种机械设备、一种机器可读存储介质及一种电子设备，用以解决现有技术中存在无法对协同点位进行精准控制的问题。

2、为了实现上述目的，本技术第一方面提供一种多执行器协同运动控制方法，应用于周期循环进行协同控制位移段的多执行器协同运动系统，所述多执行器协同运动系统包括第一执行器与第二执行器，在各所述协同控制位移段的起止点，所述第一执行器与所述第二执行器中的一者运动保持，另一者进行运动状态切换；所述多执行器协同运动控制方法包括：

3、在当前循环中，分别获取协同控制位移段的第一执行器运动时间以及第二执行器运动时间；

4、基于所述第一执行器运动时间以及第二执行器运动时间，确定控制信号变化量，所述控制信号变化量用于控制所述多执行器协同运动系统在下一循环的运行。

5、在本技术实施例中，还包括：

6、在当前循环中，获取当前循环对应协同控制位移段的控制信号；

7、将所述当前循环对应协同控制位移段的控制信号与所述控制信号变化量相加，得到下一循环协同控制位移段的控制信号。

8、在本技术实施例中，各所述协同控制位移段均包括目标运动节点，在所述目标运动节点下，所述第一执行器与所述第二执行器中的一者运动保持，另一者进行运动状态切换；所述多执行器协同运动控制方法还包括：

9、在当前循环中，获取在所述目标运动节点下，目标执行器的实际位置，所述目标执行器为所述第一执行器与所述第二执行器中运动保持的一者；

10、根据所述目标执行器的理想位置和实际位置，确定前馈位移变化量，所述前馈位移变化量用于控制所述多执行器协同运动系统在下一循环的运行。

11、在本技术实施例中，所述目标运动节点包括第一运动节点和第二运动节点中的至少一者，其中，在所述第一运动节点下，所述第一执行器为进行运动状态切换的一者，在所述第二运动节点下，所述第二执行器为进行运动状态切换的一者。

12、在本技术实施例中，所述在当前周期中，获取在所述目标运动节点下，目标执行器的实际位置，包括：

13、在当前循环中，获取所述第一执行器到达所述第一运动节点时，所述第二执行器的实际位置；获取所述第二执行器到达所述第二运动节点时，所述第一执行器的实际位置。

14、在本技术实施例中，所述根据所述目标执行器的理想位置和实际位置，确定前馈位移变化量，包括：

15、在所述第一执行器和所述第二执行器中分别确定被控执行器和参考执行器；

16、基于预置的第一比例控制系数、所述参考执行器的理想位置、所述被控执行器的理想位置和实际位置，确定参考执行器的目标初始位移点；

17、基于预置的第二比例控制系数、所述参考执行器的目标初始位移点和所述参考执行器的实际位置，确定前馈位移变化量。

18、在本技术实施例中，还包括：

19、在当前循环中，获取上一循环中对应目标运动节点下的前馈位移量，并将所述前馈位移变化量与所述上一循环中对应目标运动节点下的前馈位移量相加，得到当前循环的前馈位移量；

20、基于所述目标执行器的理想位置和所述当前循环的前馈位移量，计算得到当前循环的前馈位移点位。

21、在本技术实施例中，所述第一执行器与所述第二执行器中的一者在所述第二运动节点卸载，另一者在所述第二运动节点承载。

22、本技术第二方面提供一种多执行器协同运动控制装置，应用于周期循环进行协同控制位移段的多执行器协同运动系统，所述多执行器协同运动系统包括第一执行器与第二执行器，在各所述协同控制位移段的起止点，所述第一执行器与所述第二执行器中的一者运动保持，另一者进行运动状态切换；所述多执行器协同运动控制装置包括：

23、获取模块，用于在当前循环中，分别获取协同控制位移段的第一执行器运动时间以及第二执行器运动时间；

24、确定模块，用于基于所述第一执行器运动时间以及第二执行器运动时间，确定控制信号变化量，所述控制信号变化量用于控制所述多执行器协同运动系统在下一循环的运行。

25、本技术第三方面提供一种机械设备，包括多个执行器，包括周期循环进行多协同控制位移段的多执行器协同运动系统，所述多执行器协同运动系统包括第一执行器与第二执行器，在各所述协同控制位移段的起止点，所述第一执行器与所述第二执行器中的一者运动保持，另一者进行运动状态切换；其中，所述多执行器协同运动系统采用上述的多执行器协同运动控制方法进行控制。

26、本技术第四方面提供一种电子设备，该电子设备包括：

27、至少一个处理器；

28、存储器，与所述至少一个处理器连接；

29、其中，所述存储器存储有能被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现上述的多执行器协同运动控制方法。

30、本技术第五方面提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令在被处理器执行时使得所述处理器被配置成执行上述的多执行器协同运动控制方法。

31、通过上述技术方案，通过在当前循环中，分别获取协同控制位移段的第一执行器运动时间以及第二执行器运动时间；然后基于所述第一执行器运动时间以及第二执行器运动时间，确定控制信号变化量，所述控制信号变化量用于控制所述多执行器协同运动系统在下一循环的运行。控制信号变化量可以反映第二执行器与第一执行器的运动时间误差，使得在下一循环时，基于控制信号变化量控制所述多执行器协同运动系统运行时，可以缩小第二执行器与第一执行器的运动时间误差，使得第二执行器运动时间不断趋近于第一执行器运动时间。由于协同控制下的第二执行器和第一执行器的理论位移关系已经确定，因此，上述运动时间误差可用于表示第一执行器与第二执行器在协同运动过程中的平均速度误差，上述控制所述多执行器协同运动系统在下一循环的运行本质上也属于平均速度闭环控制，即实现了平均速度闭环控制，从而保证了第二执行器与第一执行器在短位移行程下的相一致的速度对应关系，使得第二执行器在协同控制位移段的实际运动轨迹接近于理论位移轨迹，进而减小了协同控制初始点位及结束点位的协同位移误差，使得多执行器在极短时间内实现精准协同点位控制，实现高精度协同运动控制。通过基于第一执行器运动时间以及第二执行器运动时间，得到控制信号变化量，以用于控制所述多执行器协同运动系统在下一循环的运行，使得控制更加简单、方便、有效。

32、本技术实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。