CN111293927A - 多电机同步驱动控制方法、装置以及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种多电机同步驱动控制方法、装置以及系统，主控制器分别获取每一补偿对象的当前转速、对应的原有占空比，和将补偿对象当前的同步转速补偿值作为同步转速补偿误差，以基于IP控制算法确定补偿对象当前的第一补偿占空比；主控制器根据第一补偿占空比进行重复控制并将得到的结果输入至补偿环节得到第二补偿占空比；主控制器将原有占空比和第二补偿占空比之和作为最终补偿占空比，在识别到补偿对象为从控制器的对应电机时，将包含最终补偿占空比的调节指令发送给从控制器，从控制器在接收到调节指令时，调节自身所连接的对应电机的当前转速。本发明同步控制精度较高，使得在控制多电机同步时可有效提升多电机的同步效果。

Description

多电机同步驱动控制方法、装置以及系统

技术领域

本发明涉及电机控制领域，尤其涉及一种多电机同步驱动控制方法、装置以及系统。

背景技术

电机同步控制技术在各技术领域中得到了越来越多的应用，随之而来的对电机同步控制的要求也越来越高。然而，在传统技术中，由于同步驱动电机在运行时，易受到负载等外界复杂工况的影响从而对电机之间的同步引起了干扰，导致同步效果差。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种多电机同步驱动控制方法、装置以及系统。

在一个实施例中，本发明提供了一种多电机同步驱动控制方法，包括：

主控制器根据预设同步规则和预设的采集周期，分别获取每一补偿对象的当前转速、当前转速对应的原有占空比，以及将获取到的补偿对象当前的同步转速补偿值作为同步转速补偿误差；

主控制器在同步转速补偿误差大于或等于预设值时，基于IP控制算法并根据同步转速补偿误差以及当前转速，确定补偿对象当前的第一补偿占空比；

主控制器根据当前的第一补偿占空比、以及上一基波周期同一时刻的第一补偿占空比进行重复控制，并将进行重复控制得到的结果输入至重复控制的补偿环节进行补偿得到第二补偿占空比；基波周期为对重复控制设置的运行周期；

主控制器将原有占空比和第二补偿占空比之和作为最终补偿占空比；并在识别到补偿对象为从控制器所连接的对应电机时，将包含最终补偿占空比的调节指令发送给从控制器，否则根据最终补偿占空比调节自身所连接的对应电机的当前转速；

从控制器在接收到调节指令时，调节自身所连接的对应电机的当前转速。

在其中一个实施例中，主控制器根据当前的第一补偿占空比、以及上一基波周期同一时刻的第一补偿占空比进行重复控制，并将进行重复控制得到的结果输入至重复控制的补偿环节进行补偿得到第二补偿占空比，包括：

将上一基波周期同一时刻的第一补偿占空比输入至重复控制的正反馈增益环节中，以根据正反馈增益环节中的预设传递函数得到第一输出量；

将第一输出量与当前的第一补偿占空比之和输入至重复控制的延迟环节，得到延迟环节延迟一个基波周期后输出的第二输出量；

将第二输出量在补偿环节中进行相位补偿和幅值补偿，得到第二补偿占空比。

在其中一个实施例中，主控制器和从控制器分别至少连接一电机组，预设同步规则如下：

主控制器获取两电机组间当前的第一平均转速，若当前的补偿对象为两电机组中的对应电机，则将该电机的当前转速与当前的第一平均转速之差作为补偿对象当前的同步转速补偿值，以进行后续对补偿对象的当前转速调节的步骤，在完成电机组间的转速调整之后，

主控制器获取每一电机组中各电机间当前的第二平均转速，若当前的补偿对象为对应的一电机组中的电机，则将该电机的当前转速与当前的第二平均转速之差，再次作为补偿对象当前的同步转速补偿值，以重复进行后续对补偿对象的当前转速调节的步骤。

在其中一个实施例中，主控制器和从控制器分别至少连接一电机组，预设同步规则如下：

主控制器获取每一电机组中各电机间当前的第一平均转速，若当前的补偿对象为对应的一电机组中的电机，则将该电机的当前转速与当前的第一平均转速之差，作为补偿对象当前的同步转速补偿值，以进行后续对补偿对象的当前转速调节的步骤；之后，

主控制器获取两电机组间当前的第二平均转速，若当前的补偿对象为两电机组中的对应电机，则将该电机的当前转速与当前的第二平均转速之差，再次作为补偿对象当前的同步转速补偿值，以重复进行后续对补偿对象的当前转速调节的步骤，完成电机组间的转速调整。

在其中一个实施例中，主控制器根据预设同步规则和预设的采集周期，分别获取每一补偿对象的当前转速、当前转速对应的原有占空比，包括：

主控制器根据采集周期，分别获取从控制器采集到的自身所连接的电机的当前转速和当前转速对应的原有占空比。

在其中一个实施例中，补偿环节的表达式如下：

S(Z)＝K×Z^r

其中，S(Z)表示补偿环节；K为补偿环节中的幅值补偿系数；r为补偿环节中的相位补偿系数；Z为重复控制的离散化形式的Z变换的变量。

在其中一个实施例中，预设的传递函数如下：

其中，H(Z)为第一输出量；L(Z)为正反馈增益环节包括的低通滤波器或内模常数；Z^-N为正反馈增益环节中的内模延迟环节；N＝Td/Tn，表示一个基波周期所需采集的样本数，Td为基波周期，Tn为预设的采集周期，Z为重复控制器离散化形式的Z变换的变量。

在一个实施例中，本发明还提供了一种多电机同步驱动控制装置，包括：主控制模块和从控制模块；

主控制模块，用于根据预设同步规则和预设的采集周期，分别获取每一补偿对象的当前转速、当前转速对应的原有占空比，以及将获取到的补偿对象当前的同步转速补偿值作为同步转速补偿误差；

主控制模块，还用于在同步转速补偿误差大于或等于预设值时，基于IP控制算法并根据同步转速补偿误差以及当前转速，确定补偿对象当前的第一补偿占空比；

主控制模块，还用于根据当前的第一补偿占空比、以及上一基波周期同一时刻的第一补偿占空比进行重复控制，并将进行重复控制得到的结果输入至重复控制的补偿环节进行补偿得到第二补偿占空比；基波周期为对重复控制设置的运行周期；

主控制模块，还用于将原有占空比和第二补偿占空比之和作为最终补偿占空比；并在识别到补偿对象为从控制模块所连接的对应电机时，将包含最终补偿占空比的调节指令发送给从控制模块，否则根据最终补偿占空比调节自身所连接的对应电机的当前转速；

从控制模块，用于在接收到调节指令时，调节自身所连接的对应电机的当前转速。

在一个实施例中，本发明提供了一种多电机同步驱动控制系统，包括：相互连接的主控制器、从控制器和存储器；主控制器和从控制器分别至少连接一个电机组；

存储器存储有计算机程序，主控制器和从控制器执行计算机程序时实现多电机同步驱动控制方法的步骤。

在一个实施例中，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现多电机同步驱动控制方法的步骤。

本发明提供的一种多电机同步驱动控制方法、装置以及系统，具有以下技术效果：

本发明提供的一种多电机同步驱动控制方法、装置以及系统，主控制器将基于IP控制算法输出的补偿对象当前的第一补偿占空比作为进行重复控制的输入，以便与上一基波周期同一时刻的第一补偿占空比进行重复控制，并通过补偿环节从而有助于实现零相位延迟无误差跟踪。进一步地，主控制器在识别到当前的补偿对象为从控制器所连接的对应电机时，则将最终补偿占空比发送给从控制器，以使从控制器根据该最终补偿占空比调节相应电机的当前转速，否则调节自身所连接的相应电机的当前转速。本发明的多电机同步驱动控制方法、装置以及系统，IP控制与重复控制结合，主控制器驱动相应电机同步的同时进行补偿占空比的计算，从控制器协助主控制器驱动相应电机同步。本发明可减小主控制器控制的负荷量，同时可减少排线量降低机构复杂性和电气干扰因素，有助于主控制器实现高精度的补偿占空比计算。本发明算法简单，对硬件要求较低，能够有效控制成本，可提升系统的稳定性和抗干扰能力，同时同步控制精度较高，适用于多电机的同步驱动控制，使得在控制多电机同步时可有效提升多电机的同步效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。

图1示出了本发明一个实施例中多电机同步驱动控制方法的流程示意图；

图2示出了本发明一个实施例中多电机同步驱动控制方法中IP控制和重复控制的原理框图；

图3示出了本发明一个实施例中多电机同步驱动控制方法的复合控制原理框图；

图4示出了本发明一个实施例中多电机同步驱动控制方法中应用于多电机同步驱动控制系统的结构示意图；

图5示出了本发明一个实施例中多电机同步驱动控制装置的结构示意图；

图6示出了本发明一个实施例中多电机同步驱动控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

参见图1，在一个实施例中，本发明提供了一种多电机同步驱动控制方法，包括：

步骤S110：主控制器根据预设同步规则和预设的采集周期，分别获取每一补偿对象的当前转速、当前转速对应的原有占空比，以及将获取到的补偿对象当前的同步转速补偿值作为同步转速补偿误差。

多电机同步驱动控制系统包括相互连接的主控制器和从控制器，例如主控制器和从控制器分别至少连接一个电机组，各电机组至少包括一个电机。预设同步规则为先进行组间电机同步调节，再进行组内电机间同步调节；或为先进行组内电机间同步调节，再进行组间电机同步调节。同步转速补偿值作为同步转速补偿误差，即对IP控制和重复控制而言，可不提供给定的期望值视期望值为0，进而能够有助于通过IP控制和重复控制结合提高电机的同步控制精度，实现电机之间的转速差逼近于0的理想效果。其中，补偿对象的原有占空比获取方式为通过补偿对象的编码器获取到补偿对象的当前转速，根据该当前转速从而得到对应的原有占空比。其中，同步转速补偿值为驱动控制各电机之间同步时对补偿对象当前转速的补偿值。

本发明实施例为了使得各电机之间高精度同步，因此，分别将各电机作为补偿对象进行当前转速的调节。

步骤S120：主控制器在同步转速补偿误差大于或等于预设值时，基于IP控制算法并根据同步转速补偿误差以及当前转速，确定补偿对象当前的第一补偿占空比。

主控制器在同步转速误差大于或等于预设值时则执行IP控制算法，在执行IP控制算法时，将同步转速补偿误差经积分环节得到的积分结果，和将当前转速经比例环节得到的比列调节结果两者之差作为IP控制的输出结果，将该输出结果作为补偿对象当前的第一补偿占空比。

本发明实施例采用IP控制算法，可使得系统阶跃响应无超调且平稳性好，有助于实现各电机间的高精度同步驱动控制。

步骤S130：主控制器根据当前的第一补偿占空比、以及上一基波周期同一时刻的第一补偿占空比进行重复控制，并将进行重复控制得到的结果输入至重复控制的补偿环节进行补偿得到第二补偿占空比；基波周期为对重复控制设置的运行周期。

重复控制是在内模控制的基础上形成的一种控制方法，在实现过程中，将上一基波周期同一时刻的控制偏差即过去的第一补偿占空比，和当前的信号偏差即当前的第一补偿占空比结合到一起作为控制对象即补偿对象的输入信号来进行控制。基波周期为对重复控制设置的运行周期，较优地为控制电机运转的基波周期。

本发明实施例将IP控制的第一补偿占空比作为重复控制的输入，同时将重复控制得到的结果在补偿环节中进行补偿，从而保证系统的快速性防止出现较大的滞后现象，以提高重复控制的动态特性实现零相位延迟。本发明实施例在IP控制的基础上加入重复控制，可提高对各电机同步驱动控制的稳定性和抗干扰能力，能够进一步地实现电机之间的无误差跟踪。

步骤S140：主控制器将原有占空比和第二补偿占空比之和作为最终补偿占空比；并在识别到补偿对象为从控制器所连接的对应电机时，将包含最终补偿占空比的调节指令发送给从控制器，否则根据最终补偿占空比调节自身所连接的对应电机的当前转速。

主控制器和从控制器分别至少连接一个电机，在主控制器基于当前的补偿对象得到对应的最终补偿占空比后，如识别到当前的补偿对象为从控制器所连接的电机时，则将该最终补偿占空比发送给从控制器，否则根据该最终补偿占空比调节自身所连接的对应电机的当前转速，以实现各电机间的同步。其中，主控制器可根据补偿对象对应的预设关联标志识别补偿对象是从控制器还是主控制器所连接的电机。例如，主控制器所连接的电机对应的预设关联标志为一同一的数值，从控制器所连接的电机对应的预设关联标志为另一同一的数值。主控制器所连接的电机对应的预设关联标志预先存储于主控制器中，从控制器所连接的电机对应的预设关联标志预先存储于从控制器中，并随对应电机的当前转速和对应的原有占空比发送给主控制器。或主控制器可通过判断补偿对象的当前转速和当前转速对应的原有占空比是否为从控制器所发送的方式，识别补偿对象是否为从控制器或主控制器所连接的电机。

步骤S150：从控制器在接收到调节指令时，调节自身所连接的对应电机的当前转速。

例如调节指令还包括了补偿对象所对应的电机的标识符。每一电机对应一标识符，主控制器所连接的电机的标识符预先存储于主控制器中，从控制器所连接的电机的标识符预先存储于从控制器中，并随对应电机的当前转速和对应的原有占空比发送给主控制器。因而从控制器在接收到调节指令时，可根据该调节指令调节自身所连接的对应电机的当前转速，以实现各电机间的同步。

本发明提供的一种多电机同步驱动控制方法，主控制器将基于IP控制算法输出的补偿对象当前的第一补偿占空比作为进行重复控制的输入，以便与上一基波周期同一时刻的第一补偿占空比进行重复控制，并通过补偿环节从而有助于实现零相位延迟无误差跟踪。进一步地，主控制器在识别到当前的补偿对象为从控制器所连接的对应电机时，则将最终补偿占空比发送给从控制器，以使从控制器根据该最终补偿占空比调节相应电机的当前转速，否则调节自身所连接的相应电机的当前转速。本发明的多电机同步驱动控制方法，IP控制与重复控制结合，主控制器驱动相应电机同步的同时进行补偿占空比的计算，从控制器协助主控制器驱动相应电机同步。本发明可减小主控制器控制的负荷量，同时可减少排线量降低机构复杂性和电气干扰因素，有助于主控制器实现高精度的补偿占空比计算。本发明算法简单，对硬件要求较低，能够有效控制成本，可提升系统的稳定性和抗干扰能力，同时同步控制精度较高，适用于多电机的同步驱动控制，使得在控制多电机同步时可有效提升多电机的同步效果。

参见图2，在一个具体的实施例中，主控制器根据当前的第一补偿占空比、以及上一基波周期同一时刻的第一补偿占空比进行重复控制，并将进行重复控制得到的结果输入至重复控制的补偿环节进行补偿得到第二补偿占空比，包括：

步骤S210：将上一基波周期同一时刻的第一补偿占空比输入至重复控制的正反馈增益环节210中，以根据正反馈增益环节210中的预设传递函数得到第一输出量。

正反馈增益环节210为重复控制的内模，其由内模延迟环节和内模常数或低通滤波器组成，用于提供稳定持续的控制信号。IP控制算法当前计算得到的第一补偿占空比作为重复控制的输入量，而上一基波周期同一时刻的第一补偿占空比经正反馈增益环节210中的预设传递函数作用得到第一输出量。

步骤S220：将第一输出量与当前的第一补偿占空比之和输入至重复控制的延迟环节220，得到延迟环节220延迟一个基波周期后输出的第二输出量。

第一输出量与当前的第一补偿占空比之和叠加作为重复控制的控制信号输入至延迟环节220，延迟环节220是重复控制的固有性质，其位于重复控制系统的前向通道上，使得控制信号延时一个基波周期。

本发明实施例结合重复控制其算法完善，可有助于保证重复控制实现过程稳定，改善系统品质。

步骤S230：将第二输出量在补偿环节230中进行相位补偿和幅值补偿，得到第二补偿占空比。

本发明实施例可保证系统的快速性不受到影响，防止出现较大的控制滞后，将补偿环节230串联在延迟环节220后对控制信号进行相位补偿和幅值补偿，从而实现系统的零相位延迟。

本发明实施例中上一基波周期同一时刻的第一补偿占空比在正反馈增益环节210中作用后得到的结果与当前的第一补偿占空比叠加得到控制信号，该控制信号经过延迟环节220和补偿环节230输出第二补偿占空比，从而作为调节补偿对象当前转速的参数。本发明实施例基于重复控制将上一基波周期补偿对象的第一补偿占空比和IP控制输出的补偿对象当前的第一补偿占空比一起结合，以调节补偿对象的当前转速。进而，第一补偿占空比被重复使用，由此可经过几个周期的重复控制之后，实现高精度的电机同步，同时使得系统稳定性和抗干扰能力得到提高。

在一个具体的实施例中，主控制器和从控制器分别至少连接一电机组，预设同步规则如下：

主控制器获取两电机组间当前的第一平均转速，若当前的补偿对象为两电机组中的对应电机，则将该电机的当前转速与当前的第一平均转速之差作为补偿对象当前的同步转速补偿值，以进行后续对补偿对象的当前转速调节的步骤，在完成电机组间的转速调整之后，

主控制器获取每一电机组中各电机间当前的第二平均转速，若当前的补偿对象为对应的一电机组中的电机，则将该电机的当前转速与当前的第二平均转速之差，再次作为补偿对象当前的同步转速补偿值，以重复进行后续对补偿对象的当前转速调节的步骤。

本发明实施例根据预设同步规则，可先进行组间调节再进行组内调节。即首先为基于两电机组间当前的第一平均转速与对应补偿对象的当前转速之差作为同步转速补偿值进行转速调节，使得两两电机组间的平均转速达到同步，在完成两两电机组间的同步驱动控制之后，再进行每一组内电机间的同步转速驱动控制，此时，以电机组中各电机间当前的第二平均转速与对应补偿对象的当前转速之差作为同步转速补偿值。

本发明实施例控制有序且算法简单，有助于提升系统的稳定性和抗干扰能力，适用于多电机的同步驱动控制，使得在控制多电机同步时可有效提升多电机的同步效果。

在一个具体的实施例中，主控制器和从控制器分别至少连接一电机组，预设同步规则如下：

主控制器获取每一电机组中各电机间当前的第一平均转速，若当前的补偿对象为对应的一电机组中的电机，则将该电机的当前转速与当前的第一平均转速之差，作为补偿对象当前的同步转速补偿值，以进行后续对补偿对象的当前转速调节的步骤；之后，

主控制器获取两电机组间当前的第二平均转速，若当前的补偿对象为两电机组中的对应电机，则将该电机的当前转速与当前的第二平均转速之差，再次作为补偿对象当前的同步转速补偿值，以重复进行后续对补偿对象的当前转速调节的步骤，完成电机组间的转速调整。

本发明实施例根据预设同步规则，可先进行组内调节再进行组间调节。即首先以电机组中各电机间当前的第一平均转速与对应补偿对象的当前转速之差作为同步转速补偿值，在完成组内各电机之间的转速调节后，进行电机组间的转速调节。此时，基于两电机组间当前的第二平均转速与对应补偿对象的当前转速之差作为同步转速补偿值进行转速调节，使得两两电机组间的平均转速达到同步，以完成两两电机组间的同步驱动控制。

本发明实施例控制有序且算法简单，有助于提升系统的稳定性和抗干扰能力，适用于多电机的同步驱动控制，使得在控制多电机同步时可有效提升多电机的同步效果。

在一个具体的实施例中，主控制器根据预设同步规则和预设的采集周期，分别获取每一补偿对象的当前转速、当前转速对应的原有占空比，包括：

主控制器根据采集周期，分别获取从控制器采集到的自身所连接的电机的当前转速和当前转速对应的原有占空比。

本发明实施例从控制器将采集到的自身所连接的电机的当前转速和当前转速对应的原有占空比发送给主控制器，以使的主控制器根据采集周期通过从控制器获取到从控制器所连接的电机的当前转速和原有占空比。从而使得主控制器能够获取到各个电机的运转信息实现补偿占空比的计算，从而实现多电机同步驱动控制。

在一个具体的实施例中，正反馈增益环节中包括内模常数，内模出常数小于1。

本发明实施例的正反馈增益环节中的内模常数小于1，从而有助于增强系统的鲁棒性和稳定性，以提升抗干扰能力，使得同步控制精度更高。

参见图2，在一个具体的实施例中，补偿环节230的表达式如下：

S(Z)＝K×Z^r

其中，S(Z)表示补偿环节230；K为补偿环节230中的幅值补偿系数；r为补偿环节230中的相位补偿系数；Z为重复控制的离散化形式的Z变换的变量。

本发明实施例上述表达式为补偿环节的数学表达形式，可保证系统的快速性不受到影响，防止出现较大的控制滞后，将补偿环节230串联在延迟环节220后对控制信号进行相位补偿和幅值补偿，从而实现系统的零相位延迟。其中，幅值补偿系数K和相位补偿系数r的取值范围可根据重复控制的系统稳定条件和波特图确定。

参见图2，在一个具体的实施例中，预设的传递函数如下：

其中，H(Z)为第一输出量；L(Z)为正反馈增益环节210包括的低通滤波器或内模常数；Z^-N为正反馈增益环节210中的内模延迟环节；N＝Td/Tn，表示一个基波周期所需采集的样本数，Td为基波周期，Tn为预设的采集周期，Z为重复控制离散化形式的Z变换的变量。

本发明实施例中通过正反馈增益环节210中的预设传递函数，可将上一基波周期补偿对象的第一补偿占空比和IP控制输出的补偿对象当前的第一补偿占空比一起结合，以调节补偿对象的当前转速。进而，第一补偿占空比被重复使用，由此可经过几个周期的重复控制之后，实现高精度的电机同步，同时使得系统稳定性和抗干扰能力得到提高。

参见图2，在一个具体的实施例中，主控制器在同步转速补偿误差大于或等于预设值时，基于IP控制算法并根据同步转速补偿误差以及当前转速，确定补偿对象当前的第一补偿占空比，包括：

步骤S310：若同步转速补偿误差大于或等于预设值，则获取同步转速补偿误差在IP控制算法的积分环节110进行积分后的积分结果，以及当前转速经IP控制算法的比例环节120进行比例调节后的比例调节结果。

步骤S320：将积分结果与比例调节结果的差值作为当前的第一补偿占空比。

本发明实施例采用IP控制算法其执行算法简单，可使得系统阶跃响应无超调且平稳性好，有助于实现各电机间的高精度同步驱动控制。

参照图3和图4，为了进一步说明本发明实施例的多电机同步驱动控制方法，以主控制器和从控制器分别连接一电机组430和440为例进行说明，每一电机组包括两个电机，在实施例中，主控制器根据预设同步规则例如先进行组内调节在进行组间调节，具体如下：

主控制器410根据预设采集周期，通过第一驱动器a获取电机1的当前转速以及对应的原有占空比，通过第二驱动器b获取电机2的当前转速以及对应的原有占空比，进而根据电机1和电机2当前的平均转速和各自的当前转速，得到电机1的同步转速补偿值和电机2的同步转速补偿值。主控制器410还根据预设采集周期通过从控制器420，采集从控制器420通过第三驱动器c获取到的电机3的当前转速以及对应的原有占空比，通过第四驱动器d获取到的电机4的当前转速以及对应的原有占空比。进而根据电机3和电机4当前的平均转速和各自的当前转速，得到电机3的同步转速补偿值和电机4的同步转速补偿值。

主控制器410分别以电机1、电机2、电机3和电机4为补偿对象，将补偿对象的同步转速补偿值作为同步转速补偿误差，在大于预设值时，则进入IP控制和重复控制的复合控制中得到第二补偿占空比D1，然后将第二补偿占空比D1与对应补偿对象的原有占空比D0之和作为最终补偿占空比，从而调节对应补偿对象的当前转速。当主控制器在得到电机3和电机4对应的最终补偿占空比后发送包括最终补偿占空比的调节指令，以使从控制器420根据调节指令控制对应的电机3和电机4调节当前转速。

在完成组内电机的调节后，主控制器410根据电机1、电机2、电机3和电机4的当前转速得到电机组430和电机组440之间的平均转速，从而根据该平均转速和各电机的当前转速，得到各电机当前的同步转速补偿误差，然后分别以各电机为补偿对象重复执行对补偿对象的当前转速调节的步骤，以完成组间同步。

本发明算法简单，对硬件要求较低，能够有效控制成本，可提升系统的稳定性和抗干扰能力，同时同步控制精度较高，适用于多电机的同步驱动控制，使得在控制多电机同步时可有效提升多电机的同步效果。

参见图5，在一个实施例中，本发明还提供了一种多电机同步驱动控制装置，包括：主控制模块510和从控制模块520。

主控制模块510，用于根据预设同步规则和预设的采集周期，分别获取每一补偿对象的当前转速、当前转速对应的原有占空比，以及将获取到的补偿对象当前的同步转速补偿值作为同步转速补偿误差。

主控制模块510，还用于在同步转速补偿误差大于或等于预设值时，基于IP控制算法并根据同步转速补偿误差以及当前转速，确定补偿对象当前的第一补偿占空比。

主控制模块510，还用于根据当前的第一补偿占空比、以及上一基波周期同一时刻的第一补偿占空比进行重复控制，并将进行重复控制得到的结果输入至重复控制的补偿环节进行补偿得到第二补偿占空比；基波周期为对重复控制设置的运行周期。

主控制模块510，还用于将原有占空比和第二补偿占空比之和作为最终补偿占空比；并在识别到补偿对象为从控制模块所连接的对应电机时，将包含最终补偿占空比的调节指令发送给从控制模块，否则根据最终补偿占空比调节自身所连接的对应电机的当前转速。

从控制模块520，用于在接收到调节指令时，调节自身所连接的对应电机的当前转速。

本发明实施例的多电机同步驱动控制装置，主控制模块510将基于IP控制算法输出的补偿对象当前的第一补偿占空比作为进行重复控制的输入，以便与上一基波周期同一时刻的第一补偿占空比进行重复控制，并通过补偿环节从而有助于实现零相位延迟无误差跟踪。进一步地，主控制模块510在识别到当前的补偿对象为从控制模块520所连接的对应电机时，则将最终补偿占空比发送给从控制模块520，以使从控制模块520根据该最终补偿占空比调节相应电机的当前转速，否则调节自身所连接的相应电机的当前转速。本发明的多电机同步驱动控制装置，IP控制与重复控制结合，主控制模块510驱动相应电机同步的同时进行补偿占空比的计算，从控制模块520协助主控制模块510驱动相应电机同步。本发明可减小主控制模块510控制的负荷量，同时可减少排线量降低机构复杂性和电气干扰因素，有助于主控制模块实现高精度的补偿占空比计算。本发明算法简单，对硬件要求较低，能够有效控制成本，可提升系统的稳定性和抗干扰能力，同时同步控制精度较高，适用于多电机的同步驱动控制，使得在控制多电机同步时可有效提升多电机的同步效果。

关于种多电机同步驱动控制装置的具体限定可以参见上文中对于种多电机同步驱动控制方法的限定，在此不再赘述。上述种多电机同步驱动控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

参见图6，在一个实施例中，本发明还提供了一种多电机同步驱动控制系统，包括：相互连接的主控制器610、从控制器620和存储器630；主控制器610和从控制器620分别至少连接一个电机组640。

存储器630存储有计算机程序，主控制器610和从控制器620执行计算机程序时实现多电机同步驱动控制方法的步骤。

需要说明的是，关于本发明实施例的多电机同步驱动控制方法可参考上述各实施例中多电机同步驱动控制方法的限定说明，在此不再赘述。

本发明实施例的多电机同步驱动控制系统，主控制器610将基于IP控制算法输出的补偿对象当前的第一补偿占空比作为进行重复控制的输入，以便与上一基波周期同一时刻的第一补偿占空比进行重复控制，并通过补偿环节从而有助于实现零相位延迟无误差跟踪。进一步地，主控制器610在识别到当前的补偿对象为从控制器620所连接的对应电机时，则将最终补偿占空比发送给从控制器620，以使从控制器620根据该最终补偿占空比调节相应电机的当前转速，否则调节自身所连接的相应电机的当前转速。本发明的多电机同步驱动控制系统，IP控制与重复控制结合，主控制器610驱动相应电机同步的同时进行补偿占空比的计算，从控制器620协助主控制器610驱动相应电机同步。本发明可减小主控制器610控制的负荷量，同时可减少排线量降低机构复杂性和电气干扰因素，有助于主控制器610实现高精度的补偿占空比计算。本发明算法简单，对硬件要求较低，能够有效控制成本，可提升系统的稳定性和抗干扰能力，同时同步控制精度较高，适用于多电机的同步驱动控制，使得在控制多电机同步时可有效提升多电机的同步效果。

在一个实施例中，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现多电机同步驱动控制方法的步骤。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多电机同步驱动控制方法，其特征在于，包括：

主控制器根据预设同步规则和预设的采集周期，分别获取每一补偿对象的当前转速、所述当前转速对应的原有占空比，以及将获取到的所述补偿对象当前的同步转速补偿值作为同步转速补偿误差；

所述主控制器在所述同步转速补偿误差大于或等于预设值时，基于IP控制算法并根据所述同步转速补偿误差以及所述当前转速，确定所述补偿对象当前的第一补偿占空比；

所述主控制器根据当前的所述第一补偿占空比、以及上一基波周期同一时刻的第一补偿占空比进行重复控制，并将进行所述重复控制得到的结果输入至所述重复控制的补偿环节进行补偿得到第二补偿占空比；基波周期为对所述重复控制设置的运行周期；

所述主控制器将所述原有占空比和所述第二补偿占空比之和作为最终补偿占空比；并在识别到所述补偿对象为从控制器所连接的对应电机时，将包含所述最终补偿占空比的调节指令发送给所述从控制器，否则根据所述最终补偿占空比调节自身所连接的对应电机的所述当前转速；

所述从控制器在接收到所述调节指令时，调节自身所连接的对应电机的所述当前转速。

2.根据权利要求1所述的多电机同步驱动控制方法，其特征在于，所述主控制器根据当前的所述第一补偿占空比、以及上一基波周期同一时刻的第一补偿占空比进行重复控制，并将进行所述重复控制得到的结果输入至所述重复控制的补偿环节进行补偿得到第二补偿占空比，包括：

将上一基波周期同一时刻的第一补偿占空比输入至所述重复控制的正反馈增益环节中，以根据所述正反馈增益环节中的预设传递函数得到第一输出量；

将所述第一输出量与当前的所述第一补偿占空比之和输入至所述重复控制的延迟环节，得到所述延迟环节延迟一个基波周期后输出的第二输出量；

将所述第二输出量在所述补偿环节中进行相位补偿和幅值补偿，得到所述第二补偿占空比。

3.根据权利要求1所述的多电机同步驱动控制方法，其特征在于，所述主控制器和所述从控制器分别至少连接一电机组，所述预设同步规则如下：

所述主控制器获取两电机组间当前的第一平均转速，若当前的所述补偿对象为所述两电机组中的对应电机，则将该电机的所述当前转速与当前的所述第一平均转速之差作为所述补偿对象当前的所述同步转速补偿值，以进行后续对所述补偿对象的所述当前转速调节的步骤，在完成电机组间的转速调整之后，

所述主控制器获取每一电机组中各电机间当前的第二平均转速，若当前的所述补偿对象为对应的一电机组中的电机，则将该电机的所述当前转速与当前的所述第二平均转速之差，再次作为所述补偿对象当前的所述同步转速补偿值，以重复进行后续对所述补偿对象的所述当前转速调节的步骤。

4.根据权利要求1所述的多电机同步驱动控制方法，其特征在于，所述主控制器和所述从控制器分别至少连接一电机组，所述预设同步规则如下：

所述主控制器获取每一电机组中各电机间当前的第一平均转速，若当前的所述补偿对象为对应的一电机组中的电机，则将该电机的所述当前转速与当前的所述第一平均转速之差，作为所述补偿对象当前的所述同步转速补偿值，以进行后续对所述补偿对象的所述当前转速调节的步骤，之后，

所述主控制器获取两电机组间当前的第二平均转速，若当前的所述补偿对象为所述两电机组中的对应电机，则将该电机的所述当前转速与当前的所述第二平均转速之差，再次作为所述补偿对象当前的所述同步转速补偿值，以重复进行后续对所述补偿对象的所述当前转速调节的步骤，完成电机组间的转速调整。

5.根据权利要求1所述的多电机同步驱动控制方法，其特征在于，所述主控制器根据预设同步规则和预设的采集周期，分别获取每一补偿对象的当前转速、所述当前转速对应的原有占空比，包括：

所述主控制器根据所述采集周期，分别获取所述从控制器采集到的自身所连接的电机的所述当前转速和所述当前转速对应的原有占空比。

6.根据权利要求1所述的多电机同步驱动控制方法，其特征在于，所述补偿环节的表达式如下：

S(Z)＝K×Z^r

其中，S(Z)表示所述补偿环节；K为所述补偿环节中的幅值补偿系数；r为所述补偿环节中的相位补偿系数；Z为所述重复控制的离散化形式的Z变换的变量。

7.根据权利要求2所述的多电机同步驱动控制方法，其特征在于，所述预设的传递函数如下：

其中，H(Z)为所述第一输出量；L(Z)为所述正反馈增益环节包括的低通滤波器或内模常数；Z^-N为所述正反馈增益环节中的内模延迟环节；N＝Td/Tn，表示一个所述基波周期所需采集的样本数，Td为所述基波周期，Tn为所述预设的采集周期，Z为所述重复控制的离散化形式的Z变换的变量。

8.一种多电机同步驱动控制装置，其特征在于，包括：主控制模块和从控制模块；

所述主控制模块，用于根据预设同步规则和预设的采集周期，分别获取每一补偿对象的当前转速、所述当前转速对应的原有占空比，以及将获取到的所述补偿对象当前的同步转速补偿值作为同步转速补偿误差；

所述主控制模块，还用于在所述同步转速补偿误差大于或等于预设值时，基于IP控制算法并根据所述同步转速补偿误差以及所述当前转速，确定所述补偿对象当前的第一补偿占空比；

所述主控制模块，还用于根据当前的所述第一补偿占空比、以及上一基波周期同一时刻的第一补偿占空比进行重复控制，并将进行所述重复控制得到的结果输入至所述重复控制的补偿环节进行补偿得到第二补偿占空比；基波周期为对所述重复控制设置的运行周期；

所述主控制模块，还用于将所述原有占空比和所述第二补偿占空比之和作为最终补偿占空比；并在识别到所述补偿对象为所述从控制模块所连接的对应电机时，将包含所述最终补偿占空比的调节指令发送给所述从控制模块，否则根据所述最终补偿占空比调节自身所连接的对应电机的所述当前转速；

所述从控制模块，用于在接收到所述调节指令时，调节自身所连接的对应电机的所述当前转速。

9.一种多电机同步驱动控制系统，其特征在于，包括：相互连接的主控制器、从控制器和存储器；所述主控制器和所述从控制器分别至少连接一个电机组；

所述存储器存储有计算机程序，所述主控制器和所述从控制器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

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