用于使从跟随器的控制信号与主源同步的方法和系统技术方案

提供一种使从跟随器（１０８）与主源（１０８）同步的方法。该方法包括：定义主源与从跟随器之间的关系（１６８），输入（１７６）主源的第一位置（１３２），以及输入从跟随器的第一位置（１３６）。该方法还包括：定义（１８４）从跟随器与主源同步的第二位置（１８８），以及拟合（１９６）从跟随器的第一位置与第二位置之间的曲线。曲线根据主源与从跟随器之间的关系、从跟随器的第一位置、主源的第一位置和第二位置进行拟合。拟合曲线以在不超过从跟随器的预定边界的情况下使从跟随器和主源同步。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
一般来说，本专利技术涉及控制信号，更具体来说，涉及用于使从跟随器(slave follower)的控制信号与主源(master source)同步的方法和系统。
技术介绍
至少部分已知的系统包括主源和从跟随器。一般来说，从跟随器的动作由主源的 动作确定。具体来说，从跟随器和主源按照位置对位置关系工作。更具体来说，从跟随器的 位置定义为主源简档(profile)的函数。例如，定义主源-从跟随器关系的函数可规定， 当主源处于第一位置时，从跟随器必须处于第二位置。相应地，在系统工作期间，从跟随器 的位置必须根据定义主源-从跟随器关系的函数来追踪(track)主源简档。如果从跟随 器开始工作在简档之外，则系统必须调整从跟随器的控制信号，使得控制信号与主源同步。 例如，在其中从跟随器在主源的启动之后启动的系统中，从跟随器的控制信号必须与主简 档(master profile)同步，使得从跟随器和主源可按照定义主源-从跟随器关系的函数工 作。有时将这称作“即时(flying)耦合”。通常，在已知系统中，从跟随器的控制信号配置成通过定义多个从跟随器的位置 必须与主源的特定位置对应的断点来与主简档同步。具体来说，在从跟随器启动时，以从跟 随器的控制信号在下一断点与主简档同步所需的任何速率操作从跟随器。相应地，从跟随 器的速度和加速度相对不受控制。因此，从跟随器可能由于加速度和/或速度的突然增加 或减小而遇到不合需要的运动、如跳动(jerk)。本文所述的跳动是加速度的导数。这种运 动在大多数系统中通常是不可接受的。此外，使从跟随器的控制信号与主简档同步的已知 方法往往要求对主源设置限制和/或从从跟随器撤消(lift)限制。具体来说，可降低主源 移动的速度，以便允许从跟随器与主源同步。在另一示例中，使从跟随器同步要求从跟随器 工作在超出从跟随器能力的速度。因此，已知方法通常违反系统的运动学极限。
技术实现思路
一方面，提供一种用于使从跟随器与主源同步的方法。该方法包括定义主源与从 跟随器之间的关系，输入主源的第一位置，以及输入从跟随器的第一位置。该方法还包括 定义从跟随器与主源同步的第二位置，以及拟合(fit)从跟随器的第一位置与第二位置之间 的曲线。曲线根据主源与从跟随器之间的关系、从跟随器的第一位置、主源的第一位置和第二 位置进行拟合。拟合曲线以在不超过从跟随器的预定边界的情况下使从跟随器和主源同步。另一方面，提供一种包括主源和从跟随器的系统。该系统还包括处理器，处理器配 置成通过下列步骤使从跟随器与主源同步定义主源与从跟随器之间的关系，输入主源的 第一位置，以及输入从跟随器的第一位置。处理器还定义从跟随器与主源同步的第二位置， 并且拟合从跟随器的第一位置与第二位置之间的曲线。曲线根据主源与从跟随器之间的关 系、从跟随器的第一位置、主源的第一位置和第二位置进行拟合。拟合曲线以在不超过从跟 随器的预定边界的情况下使从跟随器和主源同步。4又一方面，提供一种包含在计算机可读介质上的计算机程序。计算机程序包括配 置成指示计算机通过下列步骤使从跟随器与主源同步的至少一个代码段定义主源与从跟 随器之间的关系，输入主源的第一位置，输入从跟随器的第一位置。计算机程序还包括配置 成指示计算机定义从跟随器与主源同步的第二位置以及拟合从跟随器的第一位置与第二 位置之间的曲线的至少一个代码段。曲线根据主源与从跟随器之间的关系、从跟随器的第 一位置、主源的第一位置和第二位置进行拟合。拟合曲线以在不超过从跟随器的预定边界 的情况下使从跟随器和主源同步。附图说明图1是示范系统的示意图；图2A示出将图1所示主源的位置表示为时间的函数的主简档。图2B示出将图1所示从跟随器的位置表示为时间的函数的示范控制信号。图3是用于定义使例如图2B所示的控制信号与例如图2A所示的主简档同步的曲 线的示范方法的流程图；图4A示出图2A所示的主简档。图4B示出表示图1所示从跟随器的位置的位置曲线。图4C示出表示图4B所示的位置曲线所定义的、图1所示从跟随器的速度的速度 曲线。图4D示出表示图4C所示的速度曲线所定义的、图1所示从跟随器的加速度的加 速度曲线。图5A示出图2A所示的主简档。图5B示出表示图1所示从跟随器的位置的从跟随器位置曲线。图5C示出表示图5B所示的位置曲线所定义的、图1所示从跟随器的速度的速度 曲线。图5D示出表示图5C所示的速度曲线所定义的、图1所示从跟随器的加速度的加 速度曲线。图6A示出图2A所示的主简档。图6B示出表示图1所示从跟随器的位置的从跟随器位置曲线。图6C示出表示图6B所示的位置曲线所定义的、图1所示从跟随器的速度的速度 曲线264。图6D示出表示图6C所示的速度曲线所定义的、图1所示从跟随器的加速度的加 速度曲线。图7A示出图4所示的五次斜坡(quintic ramp)。图7B示出用于调整图7A所示五次斜坡的曲线的一个实施例。图8A示出图4所示的五次斜坡。图8B示出用于调整图8A所示五次斜坡的曲线的备选实施例。 具体实施例方式本专利技术提供一种包括从跟随器、主源和计算机的系统。在一个实施例中，计算机与从跟随器和主源中的每个进行操作控制通信。在另一实施例中，计算机仅需要观测主源的 信号。计算机的技术效果是使用服从从跟随器的运动学限制的位置对位置关系来使从跟随 器的控制信号与主源简档同步。在一个实施例中，由处理器和/或计算机程序指示计算机。 处理器和/或计算机程序的技术效果是指示计算机使用服从从跟随器的运动学限制的位 置对位置关系来使控制信号与主简档同步。在示范实施例中，通过应用五次厄米插值样条(quintic-hermitespline)来拟合 控制信号的第一位置与控制信号配置成与主简档同步的第二位置之间的曲线，使控制信号 与主简档同步。相应地，控制信号与主简档同步而无需对主源设置限制、从从跟随器去除限 制和/或在从跟随器中引起不合需要的运动、如跳动运动。此外，在示范实施例中，可调整 曲线以考虑对从跟随器的一个或多个限制。例如，在一个实施例中，通过使用五次厄米插值 样条来拟合曲线中超过限制的一个或多个部分中的一个或多个点，对曲线进行调整。在另 一个实施例中，通过操作从跟随器脱离曲线、在操作从跟随器脱离曲线的同时在限制范围 内操作从跟随器并且生成将从跟随器驱使(urge)到原始曲线上的新曲线，对曲线进行调整。另外，在一个实施例中，在便于保持系统性能的时帧之内使控制信号与主简档同 步。具体来说，通过阻止或限制从跟随器的行为来保护系统。此外，对于主源，系统允许大 范围的行为。例如，主源可利用短或长的移动、高或低的速度和/或高或低的加速度工作。 此外，如果从跟随器接近或超过限制，则系统将尝试自校正。应当注意，虽然针对主源和从跟随器来描述本专利技术，但是本领域技术人员要领会， 本专利技术也可适用于按照位置对位置关系进行操作的任何系统和/或任何设备。例如，本文 所使用的术语“主源”和“从跟随器”可以表示但不限于电机、液压装置(hydraulics)、引擎和/或气动装置。此外，虽然针对处理器和计算机程序来描述本专利技术，但是本领域技术人员要领会， 本专利技术也可适用于配置成使控制信号与主简档同步的任何系统和/或程序。例如，本文所 使用的术语“处理器”并不只本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使从跟随器与主源同步的方法，所述方法包括：定义所述主源与所述从跟随器之间的关系；输入所述主源的第一位置；输入所述从跟随器的第一位置；定义所述从跟随器与所述主源同步的第二位置；以及拟合所述从跟随器的所述第一位置与所述第二位置之间的曲线，所述曲线根据所述主源与所述从跟随器之间的关系、所述从跟随器的第一位置、所述主源的第一位置和所述第二位置进行拟合，拟合所述曲线以在不超过所述从跟随器的预定边界的情况下使所述从跟随器和所述主源同步。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：WL莫里森，DH米勒，
申请(专利权)人：通用电气智能平台有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]