【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多变量控制，具体为一种多输入多输出的控制系统。
技术介绍
1、单个电机的使用在工业自动化逐年提升的情况下，已经不能完全满足高度集成化、智能化系统的使用需求，多电机协调控制技术在各个领域的应用更为普遍，但是系统中同时存在多个电机且需要进行多种输入和多种输出的协同控制时，由于电机之间存在跟随误差及电磁干扰的问题，电机之间的联系不如传统的机械式紧密，从而影响了多台电机的调速性，且传统结构的速度补偿器只是对多控制电机反馈的转速进行了简单的相加减，然后将速度补偿信号补偿给每台电机的速度控制器，实现对同步误差的调节，这样的补偿信号过于粗糙，补偿效果并不理想，对电机的协调控制的精确度也会降低，因此，设计提高稳定性和精确度的一种多输入多输出的控制系统是很有必要的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种多输入多输出的控制系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种多输入多输出的控制方法，包括以下步骤：
3、步骤一：根据工业机器传动系统需要驱动控制的电机个数、对应需要占用的资源数据以及多输入多输出接口的占用情况设计初始约束条件；
4、步骤二：基于约束条件进行单电机的矢量控制和多电机的并行控制；
5、步骤三：初始化各个电机的多输入和多输出参数，设置控制的多台电机的转速，同步检测各个电机的运行参数，利用多电机协调控制算法计算各个电机运行过程中存在偏差数据；
6、步骤四：
7、根据上述技术方案，所述根据工业机器传动系统需要驱动控制的电机个数、对应需要占用的资源数据以及多输入多输出接口的占用情况的步骤，包括：
8、工业机器传动系统采用fpga核心处理器，利用闭环控制的方式驱动多个带传感器的电机进行独立运转以及多电机间的协调控制；
9、利用单片机进行控制系统与上位机的通信，完成单独电机和协同控制电机电路的故障信号检测；
10、根据电机所占用的资源以及多输入和多输出接口的占用情况，设定电机控制的束条件。
11、根据上述技术方案，所述设定电机控制的束条件的步骤，包括：
12、将系统控制电机传感器的输出信号接入到隔离光耦的输入端，当转子转到设定的位置后，判断传感器检测到的电平信号的高低，当判断多路传感器输出的传感信号为低电平时，光耦被导通，此时输出端被拉低，同时利用光耦芯片进行电平转换，将原本设定好的电压的传感信号转换为计算出所需驱动控制的电平信号，将该信号直接接入到fpga芯片的输入口端，用作位置信号采集的同时捕获该信号的频率，当判断该传感器的输出信号为高电平时会，光耦被截止，此时输出端输出高电平，通过电路的约束条件设计采集转子的位置信号，实现电机机闭环控制的效果。
13、根据上述技术方案，所述进行单电机的矢量控制和多电机的并行控制的步骤，包括：
14、同时对电机设定不同的运行参数和pid控制器参数；
15、在多台单电机的矢量控制独立运转的基础上建立多电机的并行控制，根据每个独立电机反馈的运行参数，对每个电机输入不同的目标转速，实现多电机的协调控制；
16、单电机的矢量控制是将转矩与磁链分别独立控制；
17、用电流、电压坐标变换控制实现对单电机的矢量控制；
18、针对多电机的并行控制，根据控制方法的不同将多电机的控制分类；
19、将多电机的控制过程分为多个不同的工作状态，根据各个不同的工作状态，施加不同的控制力补偿或者消耗控制过程汇中电机的参数消耗能量，从而控制多电机的整体同步运行。
20、根据上述技术方案，所述初始化各个电机的多输入和多输出参数的步骤，包括：
21、根据电机控制过程中的多输入信号和多输出信号，利用多电机协调控制算法计算各个电机运行过程中存在偏差数据；
22、设定电机的偏差变化率上限和下限值，当多电机的同步控制刚刚启动还没有达到控制的初始给定值时，为了达到给定值在这个输入的控制域内对控制过程施加设定的作用力来执行控制作用，当电机控制的控制力处于上升阶段未达到控制给定值时，进行电机的控制性能补充，保证电机控制过程中的稳定状态，维持多电机控制的稳定性。
23、根据上述技术方案，所述基于多电机控制过程中的控制偏差和设备间的干扰进行同步性和稳定性控制改进的步骤，包括：
24、采用模糊pid实现电机的前馈控制，通过引入前馈作用消除电机间的互干扰；
25、采用单电机与多电机的部分反馈线性化，将多电机控制过程中每台电机的转动惯量增加固定的增益系数速度补偿器，经过坐标变换设立单独电机级联的多电机同时控制输入，此时实现输入输出解耦，用线性反馈闭环控制实现电机的运行定位，将其余内部零动态近似线性化，采用线性反馈控制和试凑原理实现电机的控制稳定性；
26、将电机闭环控制输出值和速度反馈值的差分后输入到pi调节器，对pi调节器的输出值进行限幅后得到多电机闭环控制的控制输出量。
27、根据上述技术方案，所述一种多输入多输出的控制系统包括：
28、电机控制参数模块，用于获取控制的电机个数、对应需要占用的资源数据以及多输入多输出接口的占用情况参数数据；
29、电机多输入多输出模块，用于根据电机的多输入和多输出参数初始化设置，控制多台电机的转速，同步检测各个电机的运行参数；
30、控制性能参数改进模块，用于基于多电机控制过程中的控制偏差和设备间的干扰情况进行多电机同步性和稳定性的控制改进。
31、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术，通过设置有电机控制参数模块、电机多输入多输出模块、控制性能参数改进模块，根据工业机器传动系统需要驱动控制的电机个数、对应需要占用的资源数据以及多输入多输出接口的占用情况设计初始约束条件；基于约束条件进行单电机的矢量控制和多电机的并行控制；同时初始化各个电机的多输入和多输出参数，设置控制的多台电机的转速，同步检测各个电机的运行参数，利用多电机协调控制算法计算各个电机运行过程中存在偏差数据；最后基于多电机控制过程中的控制偏差和设备间的干扰进行同步性和稳定性控制改进，使得多电机的位置保持控制减少电机带动的抖动时长，减小多电机同步控制的同步误差，提高了电机控制过程中的稳定性和精确度。
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1.一种多输入多输出的控制方法，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多输入多输出的控制方法，其特征在于：所述根据工业机器传动系统需要驱动控制的电机个数、对应需要占用的资源数据以及多输入多输出接口的占用情况的步骤，包括：
3.根据权利要求2所述的一种多输入多输出的控制方法，其特征在于：所述设定电机控制的束条件的步骤，包括：
4.根据权利要求1所述的一种多输入多输出的控制方法，其特征在于：所述进行单电机的矢量控制和多电机的并行控制的步骤，包括：
5.根据权利要求1所述的一种多输入多输出的控制方法，其特征在于：所述初始化各个电机的多输入和多输出参数的步骤，包括：
6.根据权利要求1所述的一种多输入多输出的控制方法，其特征在于：所述基于多电机控制过程中的控制偏差和设备间的干扰进行同步性和稳定性控制改进的步骤，包括：
7.一种多输入多输出的控制系统，其特征在于：所述该系统包括：
8.根据权利要求7所述的一种多输入多输出的控制系统，其特征在于：所述电机控制参数模块包括：
9.根据权利
10.根据权利要求7所述的一种多输入多输出的控制系统，其特征在于：所述控制性能参数改进模块包括：
...【技术特征摘要】
1.一种多输入多输出的控制方法，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多输入多输出的控制方法，其特征在于：所述根据工业机器传动系统需要驱动控制的电机个数、对应需要占用的资源数据以及多输入多输出接口的占用情况的步骤，包括：
3.根据权利要求2所述的一种多输入多输出的控制方法，其特征在于：所述设定电机控制的束条件的步骤，包括：
4.根据权利要求1所述的一种多输入多输出的控制方法，其特征在于：所述进行单电机的矢量控制和多电机的并行控制的步骤，包括：
5.根据权利要求1所述的一种多输入多输出的控制方法，其特征在于：所述初始化各个电机的多...
【专利技术属性】
技术研发人员：王左成，
申请(专利权)人：南京奥信宝信息咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：
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