[發明專利]面向工業互聯網多軸運動的IEID同步控制方法

有效

• 申請號: 202110996859.2
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113703397B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 王瑤為;吳祥;張文安;吳敏
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G05B19/408
• 分類號: G05B19/408
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 萬文廣

本發明涉及工業物聯網運動控制領域，提供一種面向工業互聯網多軸運動的IEID同步控制方法，包括：構建初始多軸運動系統的初始狀態空間模型，獲取初始狀態空間模型的復合擾動；通過復合擾動修改初始狀態空間模型的初始估計器，獲得等價輸入干擾估計器，通過等價輸入干擾估計器獲得濾波后等價輸入干擾向量；通過濾波后等價輸入干擾向量修改初始狀態空間模型的初始同步控制器，獲得等價輸入干擾同步控制器；由等價輸入干擾估計器和等價輸入干擾同步控制器，構建等價輸入干擾多軸運動同步控制系統。本發明能有效地處理網絡誘導引起的不確定性和外在負載等擾動形成的復合擾動對系統的影響，顯著提高系統的靈活性、復雜擾動處理與抑制能力、快速性和控制精度。

技術領域

本發明涉及工業物聯網運動控制領域，尤其涉及一種面向工業互聯網多軸運動的IEID同步控制方法。

背景技術

在現代智能制造業中，多軸運動控制一直是運動控制領域的研究熱點問題，其中同步控制是其中的一項核心技術。然而，由于工業應用場景中復雜設備功能的需求，其外在負載等擾動存在匹配與不匹配的情況，對系統性能有顯著影響，僅從匹配的外在負載等擾動抑制與消除的角度無法有效解決系統的同步控制精度問題。因此，必須采用有效的處理具有匹配與不匹配外在負載等擾動的方法，提高這類系統控制性能和生產質量。

同時，隨著工業物聯網技術的快速發展，多軸運動系統正朝著網絡化和高速高精度的方向發展。將網絡引入多軸運動系統，在控制器與各子系統之間通過網路進行數據通信，提高了控制器與各子系統之間的數據傳輸速率及可靠性，極大減少了系統布線，增強了系統擴展能力。然而，網路的引入不可避免帶來一些新的問題，如網絡誘導與網絡攻擊導致系統安全等不確定性等。特別地，筆者針對網絡化多軸運動同步控制問題設計一種基于自抗擾控制器的網絡化多軸運動位置同步控制方案，獲得了很好的時延補償效果；以及針對網絡化大關聯運動系統同步控制問題設計一種基于廣義擴張狀態觀測器的網絡化多軸運動位置同步控制方案，獲得了很好的解耦同步控制性能。然而，如何有效的處理多種擾動形成的復合擾動，其中復合擾動包括網絡誘導引起的不確定性和外在負載等擾動，外在負載等擾動包括匹配與不匹配擾動；并提高具有復合擾動的網絡化多軸運動系統的靈活性、復雜擾動處理與抑制能力、快速性和控制精度，目前還未有很好的解決方案。

上述內容僅用于輔助理解本發明的技術方案，并不代表承認上述內容是現有技術。

發明內容

本發明的主要目的在于，解決現有技術中，無法有效處理多種擾動形成的復合擾動對多軸運動系統造成影響的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供一種面向工業互聯網多軸運動的IEID同步控制方法，包括：

S1：構建初始多軸運動系統的初始狀態空間模型，獲取所述初始狀態空間模型的復合擾動；

S2：通過所述復合擾動修改所述初始狀態空間模型的初始估計器，獲得等價輸入干擾估計器，通過所述等價輸入干擾估計器獲得濾波后等價輸入干擾向量

S3：通過所述濾波后等價輸入干擾向量修改所述初始狀態空間模型的初始同步控制器，獲得等價輸入干擾同步控制器；

S4：由所述等價輸入干擾估計器和所述等價輸入干擾同步控制器，構建等價輸入干擾多軸運動同步控制系統。

優選地，步驟S1中，所述復合擾動包括：網絡干擾和外在負載擾動；

所述初始狀態空間模型包括：m個子系統、初始估計器和初始同步控制器，m為大于0的正整數；

所述初始狀態空間模型的表達式如公式一所示：