[發明專利]多機電系統分布式智能同步控制裝置及方法

有效

• 申請號: 201310382425.9
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN103412492A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 陳剛;林青;宋永端;岳元龍;馮峨寧
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G05B15/02
• 分類號: G05B15/02;H02P5/46
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.多機電系統分布式智能同步控制裝置，包括多個機電系統，其特征在于：還包括檢測模塊、智能決策電路、智能切換電路、控制器組、執行機構、相鄰系統信息通信機構和監視器；

所述檢測模塊用于檢測機電系統的運行狀態信息，并將運行狀態信息傳送到控制器和智能決策電路中；

所述智能決策電路根據運行狀態信息來判斷整個裝置中各部分是否存在故障并作出決策結果；

所述智能切換電路用于根據智能決策電路的決策結果來選擇控制器組中的某一個控制器來控制執行機構的工作；

所述相鄰系統信息通信機構，用于構建監控器與多機電系統以及各機電系統之間的通信；

所述控制器組根據自身狀態信息和鄰接機電系統的信息分別向執行機構發送控制命令和監控器傳送數據；

所述執行模塊，用于完成機電系統的啟停、調速和轉向任務；

所述監控模塊用于顯示各機電系統的運動狀態；

所述電流環，用于調節電流輸出。

2.根據權利要求1所述的多機電系統分布式智能同步控制系統，其特征在于：所述控制器組包括第一控制器和第二控制器；所述第一控制器為模糊控制器；所述第二控制器為容錯控制器；

所述模糊控制器，用于通過模糊控制算法來實現多機電系統在無故障發生時無模型智能控制過程；

所述容錯控制器，用于通過容錯控制算法來實現多機電系統在故障發生時的容錯控制過程。

3.根據權利要求1所述的多機電系統分布式智能同步控制系統，其特征在于：所述執行模塊包括減速伺服電機和用于控制減速電機的工作過程的驅動器；

所述減速伺服電機，用于產生驅動轉矩；

所述驅動器包括電機驅動芯片和光電耦合器；

所述電機驅動芯片用于轉換控制信號以驅動電機；

所述光電耦合器用于將輸入、輸出的信號進行隔離。

4.根據權利要求1所述的多機電系統分布式智能同步控制系統，其特征在于：所述監控模塊，用于將電流、位置信息在PC上實時的顯示出來或以波形的方式實時顯示控制命令和各機電系統的運動軌跡。

5.根據權利要求2所述的多機電系統分布式智能同步控制系統，其特征在于：所述檢測模塊包括編碼器以及用于檢測電機驅動芯片的電流并轉換和反饋電流的采樣電阻；所述編碼器用于獲取減速伺服電機的角位移信號并反饋減速伺服電機的位置及速度。

6.根據權利要求1-5任一項所述的多機電系統分布式智能同步控制系統的控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：獲取當前機電系統及其相鄰機電系統的運行狀態信息；

S2：通過運行狀態信息判斷該機電系統是否存在故障；

S3：如果沒有故障，則執行通過模糊控制算法來控制機電系統；

S4：如果存在故障，則執行通過容錯算法來控制機電系統；

S5：通過ADC采集減速電機的輸入電流獲取采集電流；

S6：通過PI控制器反饋采集電流；

S7：通過調節PWM占空比來調節電機的輸入電壓；

S8：采集該機電系統的自身狀態信息并發送自身狀態信息；

S9：判斷自身狀態信息是否發送完畢，如果是，則中斷返回；

S10：如果否，則等待直至自身狀態信息發送完畢。

7.根據權利要求6所述的多機電系統分布式智能同步控制方法，其特征在于：所述運行狀態信息包括各個機電系統的狀態信息，所述狀態信息為電機當前角度和速度。

8.根據權利要求6所述的多機電系統分布式智能同步控制方法，其特征在于：所述自身狀態信息包括通過檢測模塊獲得的角度、速度和加速度信息。

9.根據權利要求6所述的多機電系統分布式智能同步控制方法，其特征在于：所述判斷機電系統的故障是通過自適應閾值法來實現的，具體步驟如下：

S21：獲取系統實際輸出值；

S22：計算系統實際輸出值與觀測器的理想輸出值的差值；

S23：判斷差值是否大于自適應閾值，如果是，則可判定系統出現故障；

S24：如果否，則機電系統無故障。