大规模液压系统的分布式协同控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种大规模液压系统的分布式协同控制方法。给大规模液压系统设置一个领导者液压系统，将其它的液压系统设置为追随者液压系统，领导者液压系统和服务器连接，按照服务器发送过来的指令信号运动；追随者液压系统追踪领导者液压系统运动，与领导者液压系统保持状态一致。本发明专利技术提出的大规模液压系统的分布式协同控制方法采用无线交互通信方法，每一个液压系统配置一个控制器，该控制器只能利用其邻居液压系统的信息来工作，使每个控制器可以进行自主决策，实现液压系统之间局部信息交互的一种协同控制方法。不需要将所有液压系统连接到服务器，克服了有线传输在大面积同步控制时效率低，连线难等弊端。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液压系统控制
，尤其涉及一种大规模液压系统的分布式协同控制方法。
技术介绍
大规模液压系统广泛应用在起重大桥或大型建筑的应用中，它的功能是完成同步顶升等大型复杂的任务。尤其是在大型的安装顶升工程中，顶升支点的不同步将使顶升对象倾覆、顶升效率低、不稳定、顶升过程中卡死等一系列的工程性问题。现有的液压系统集中式控制方法为，一个领导者机构向每一个液压系统发送控制命令，这就需要将所有液压系统连接到领导者机构的服务器上来。上述现有的液压系统集中式控制方法的缺点为:这种通过有线传输控制信息的方法在距离远、分布广的情况下不能快速完成同步控制任务，同时也存在接线复杂的问题，缺乏安全性和美观性。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种大规模液压系统的分布式协同控制方法，以实现在大规模液压系统中实现分布式协同控制。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。一种大规模液压系统的分布式协同控制方法，包括：给大规模液压系统设置一个领导者液压系统，将其它的液压系统设置为追随者液压系统，所述领导者液压系统和服务器连接，按照所述服务器发送过来的指令信号运动；所述追随者液压系统追踪所述领导者液压系统运动，与所述领导者液压系统保持状态一致。进一步地，所述的给大规模液压系统设置一个领导者液压系统，包括：将大规模液压系统中的各个液压系统分布式设置，将和服务器距离最近的液压系统设置为领导者液压系统，所述领导者液压系统和所述服务器通过有线连接或者通过无线连接，接收并执行所述服务器传输过来的指令信号。进一步地，所述的追随者液压系统追踪所述领导者液压系统运动，与所述领导者液压系统保持状态一致，包括：在每个液压系统中设置控制器和无线通信单元，与所述领导者液压系统相邻的追随者液压系统中的无线通信单元与所述领导者液压系统中的无线通信单元通过无线网络进行信息交互，获取所述领导者液压系统的状态信息，与所述领导者液压系统相邻的追随者液压系统中的控制器根据所述领导者液压系统的状态信息进行自主决策，追踪所述领导者液压系统的运动，与所述领导者液压系统保持状态一致。进一步地，所述的追随者液压系统追踪所述领导者液压系统运动，与所述领导者液压系统保持状态一致，包括：每个追随者液压系统利用邻居液压系统的状态信息来设计控制器，相邻的追随者液压系统中的无线通信单元通过无线网络进行信息交互，获取相邻的追随者液压系统的状态信息，追随者液压系统中的控制器根据相邻的追随者液压系统的状态信息进行自主决策，追踪相邻的追随者液压系统的运动，与相邻的追随者液压系统保持状态一致。进一步地，所述的方法还包括：根据单个液压系统的阀控液压缸模型建立领导者液压系统的数学模型：设第i个追随者液压系统的数学模型为：第i个液压系统的控制器描述为：式中，γ为控制参数，hij为第i个液压系统与第j个液压系统之间的连接权值，若hij＞0说明第i个液压系统与第j个液压系统之间能够互相通信，若hij＝0说明第i个液压系统与第j个液压系统之间无连接，第i个液压系统与第j个液压系统不在彼此的通信范围内，di为第i个液压系统与领导者液压系统之间的连接权值，若di＞0说明第i个液压系统能够获得领导者液压系统的状态信息，若di＝0说明第i个液压系统之间不能得到领导者液压系统的状态信息。进一步地，所述的方法还包括：根据所述第i个追随者液压系统的数学模型和第i个液压系统的控制器，得到整体大规模液压系统的误差模型：其中，为大规模液压系统之间通信拓扑结构的Laplacian矩阵，In为n阶单位矩阵。由上述本专利技术的实施例提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例提出的大规模液压系统的分布式协同控制方法采用无线交互通信方法，每一个液压系统配置一个控制器，该控制器只能利用其邻居液压系统的信息来工作，使每个控制器可以进行自主决策，实现液压系统之间局部信息交互的一种协同控制方法。不需要将所有液压系统连接到领导者服务器，克服了有线传输在大面积同步控制时效率低，连线难等弊端。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种大规模液压系统同步顶升示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种大规模液压系统的通信拓扑结构图；图3为本专利技术实施例提供的一种单个阀控液压缸的物理模型图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。为便于对本专利技术实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本专利技术实施例的限定。本专利技术实施例针对现有技术的缺点，在液压缸采用无线通信技术，并且采用分布式协同控制方法。本专利技术实施例针对多个液压缸相互耦合作用的应用场景，如图1所示将液压缸部署在大面积中。本专利技术提出的大规模液压系统的分布式协同控制方法，该方法给大规模液压系统设置一个服务器，在每个液压系统中配置一个控制器，该控制器只能利用其邻居液压系统的信息来工作，每个控制器可以进行自主决策，实现液压系统之间局部信息交互的一种协同控制方法。比如，当液压系统B在液压系统A的通讯范围内，这里的通讯范围是根据设置在液压系统上的无线通讯单元的通信距离确定的。A能够得到B的状态信息时，称液压系统B为A的邻居。液压系统的状态信息视应用情况而定，若只需要进行液压系统的伸出杆位移控制，则该状态信息指液压缸伸出杆的位移，若需要同时控制液压系统力和位移，则该状态信息包含液压缸的出力和伸出杆的位移。液压系统上可以加位移传感器和力传感器测得这些状态信息。在彼此的通讯范围内的两个液压系统A和B，可以互相获得彼此信息，分别用获取的邻居液压系统(可能为多个)信息来设计自己的分布式控制器，每一个液压系统经过该分布式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大规模液压系统的分布式协同控制方法，其特征在于，包括：给大规模液压系统设置一个领导者液压系统，将其它的液压系统设置为追随者液压系统，所述领导者液压系统和服务器连接，按照所述服务器发送过来的指令信号运动；所述追随者液压系统追踪所述领导者液压系统运动，与所述领导者液压系统保持状态一致。

【技术特征摘要】
1.一种大规模液压系统的分布式协同控制方法，其特征在于，包括：给大规模液压系统设置一个领导者液压系统，将其它的液压系统设置为追随者液压系统，所述领导者液压系统和服务器连接，按照所述服务器发送过来的指令信号运动；所述追随者液压系统追踪所述领导者液压系统运动，与所述领导者液压系统保持状态一致。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的给大规模液压系统设置一个领导者液压系统，包括：将大规模液压系统中的各个液压系统分布式设置，将和服务器距离最近的液压系统设置为领导者液压系统，所述领导者液压系统和所述服务器通过有线连接或者通过无线连接，接收并执行所述服务器传输过来的指令信号。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的追随者液压系统追踪所述领导者液压系统运动，与所述领导者液压系统保持状态一致，包括：在每个液压系统中设置控制器和无线通信单元，与所述领导者液压系统相邻的追随者液压系统中的无线通信单元与所述领导者液压系统中的无线通信单元通过无线网络进行信息交互，获取所述领导者液压系统的状态信息，与所述领导者液压系统相邻的追随者液压系统中的控制器根据所述领导者液压系统的状态信息进行自主决策，追踪所述领导者液压系统的运动，与所述领导者液压系统保持状态一致。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的追随者液压系统追踪所述领导者液压系统运动，与所述领导者液压系统保持状态一致，包括：每个追随者液压系统利用邻居液压系统的状态信息来设计控制器，相邻的追随者液压系统中的无线通信单元通过无线网络进行信息交互，获取相邻的...

【专利技术属性】
技术研发人员：董立静，李长春，竺超今，延皓，薛婵，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11