CN115373362B - 一种针对多执行机构的协同控制策略 - Google Patents

一种针对多执行机构的协同控制策略 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种针对多执行机构的协同控制策略，涉及控制技术领域。该协同控制策略，应用于风洞试验减震装置，包括：获取天平信号；对天平信号进行解耦，得到解耦信号，解耦信号包括俯仰一阶模态、俯仰二阶模态、偏航一阶模态以及偏航二阶模态；根据俯仰一阶模态、俯仰二阶模态、偏航一阶模态以及偏航二阶模态，确定前段装置中的每一压电元件的前段控制信号，并根据前段控制信号对前段装置中的每一压电元件进行控制；根据俯仰一阶模态以及俯仰二阶模态确定后段装置的后段控制信号，并根据后段控制信号对后段装置中的每一压电元件进行控制。能够有效地对该减震装置进行控制，降低支杆模型的震动。

Description

一种针对多执行机构的协同控制策略
技术领域
本发明涉及控制技术领域，具体而言，涉及一种针对多执行机构的协同控制策略。
背景技术
目前，基于压电主动控制技术实现对风洞模型的低阶模态控制也取得了较好的效果，但并未在人们以往成功的经验上做出较大的改进，即主动控制装置的布置位置单一，在要么布置在支杆的后端控制模型的俯仰运动，要么布置在支杆的前段控制模型的俯仰、偏航运动。
相关技术中，最常见的支杆结构则是将减振装置布置于支杆后端，仅能对模型的俯仰运动有较好的控制，而对于偏航运动和低频模态的控制效果较差。
发明内容
根据本发明的第一方面，本发明的目的在于提供一种针对多执行机构的协同控制策略，应用于风洞试验减震装置，所述减震装置包括前段装置以及后段装置，所述协同控制策略包括：
获取天平信号；
对所述天平信号进行解耦，得到解耦信号，所述解耦信号包括俯仰一阶模态、俯仰二阶模态、偏航一阶模态以及偏航二阶模态；
根据所述俯仰一阶模态、所述俯仰二阶模态、所述偏航一阶模态以及所述偏航二阶模态，确定所述前段装置中的每一压电元件的前段控制信号，并根据所述前段控制信号对所述前段装置中的每一压电元件进行控制；
根据所述俯仰一阶模态以及所述俯仰二阶模态确定所述后段装置的后段控制信号，并根据所述后段控制信号对所述后段装置中的每一压电元件进行控制。
可选地，所述对所述天平信号进行解耦，得到解耦信号包括：
根据模态解耦矩阵对所述天平信号进行模态解耦，得到模态解耦信号；
根据方向解耦矩阵对所述模态解耦信号进行方向解耦，得到所述解耦信号。
可选地，所述协同控制策略包括：
向天平输入预设激励信号，并获取对应每一所述预设激励信号的测试天平信号，所述预设激励信号包括俯仰一阶固有频率激励、俯仰二阶固有频率激励、偏航一阶固有频率激励以及偏航二阶固有频率激励；
根据所述预设激励信号以及所述测试天平信号进行傅里叶级数变换，确定所述测试天平信号中对应每一方向的子信号的幅值，以及所述预设激励信号中对应每一子激励信号的幅值；
根据所述对应每一方向的子信号的幅值，以及所述对应每一子激励信号的幅值，确定所述模态解耦矩阵。
可选地，所述根据所述俯仰一阶模态、所述俯仰二阶模态、所述偏航一阶模态以及所述偏航二阶模态，确定所述前段装置中的每一压电元件的前段控制信号包括：
根据所述俯仰一阶模态，确定第一俯仰一阶控制信号，并根据所述俯仰二阶模态，确定第一俯仰二阶控制信号；
根据所述第一俯仰一阶控制信号以及所述第一俯仰二阶控制信号，确定第一俯仰控制信号；
根据所述偏航一阶模态，确定偏航一阶控制信号，根据所述偏航二阶模态，确定偏航二阶控制信号；
根据所述偏航一阶控制信号以及所述偏航二阶控制信号，确定偏航控制信号；
根据所述第一俯仰控制信号、所述偏航控制信号以及第一偏置电压，确定前段装置中的每一压电元件的前段控制信号。
可选地，所述根据所述第一俯仰控制信号、所述偏航控制信号以及第一偏置电压，确定前段装置中的每一压电元件的前段控制信号包括：
根据所述第一偏置电压与所述第一俯仰控制信号的和值，确定处于所述前段装置中第一象限以及第二象限的压电元件的控制信号；
根据所述第一偏置电压与所述第一俯仰控制信号的差值，确定处于所述前段装置中第三象限以及第四象限的压电元件的控制信号；
根据所述第一偏置电压与所述偏航控制信号的和值，确定处于所述前段装置中第一象限以及第四象限的压电元件的控制信号；
根据所述第一偏置电压与所述偏航控制信号的差值，确定处于所述前段装置中第二象限以及第三象限的压电元件的控制信号。
可选地，所述根据所述俯仰一阶模态以及所述俯仰二阶模态确定所述后段装置的后段控制信号，并根据所述后段控制信号对所述后段装置中的每一压电元件进行控制包括：
根据所述俯仰一阶模态，确定第二俯仰一阶控制信号，并根据所述俯仰二阶模态，确定第二俯仰二阶控制信号；
根据所述第二俯仰一阶控制信号以及所述第二俯仰二阶控制信号，确定第二俯仰控制信号；
根据所述第二俯仰控制信号以及第二偏置电压，确定所述后段装置中的每一压电元件的后段控制信号。
可选地，所述根据所述第二俯仰控制信号以及第二偏置电压，确定所述后段装置中的每一压电元件的后段控制信号包括：
根据所述第二偏置电压与所述第二俯仰控制信号的和值，确定所述后段装置中的每一压电元件的后段控制信号。
根据本发明的第二方面，本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器及存储有计算机指令的非易失性存储器，所述计算机指令被所述处理器执行时，所述计算机设备执行本发明第一方面中任意一项所述的针对多执行机构的协同控制策略。
根据本发明的第三方面，本发明的另一目的在于提供一种可读存储介质，所述可读存储介质包括计算机程序，所述计算机程序运行时控制所述可读存储介质所在计算机设备执行本发明第一方面中任意一项所述的针对多执行机构的协同控制策略。
相比现有技术，本发明提供的有益效果包括：通过获取天平信号，并对耦合的天平信号进行解耦，进而得到解耦后的对应每一方向以及每一模态的解耦信号，并基于解耦信号中的俯仰方向以及偏航方向的一阶及二阶模态，对前段装置进行控制，基于解耦信号中的俯仰方向的一阶模态对后段装置进行控制，能够有效地对该减震装置进行控制，降低支杆模型的震动，还能够有效地避免前段和后端控制的互相干扰。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是根据一示例性实施例示出的一种风洞试验减震装置的示意图；
图2为根据一示例性实施例示出的一种前段装置中的压电元件的设置方式的示意图；
图3为根据一示例性实施例示出的一种后段装置中的压电元件的设置方式的示意图；
图4是根据一示例性实施例示出的一种针对多执行机构的协同控制策略的流程图；
图5是根据一示例性实施例示出的一种前段装置压电元件输出力分配示意图；
图6是根据一示例性实施例示出的一种针对多执行机构的协同控制装置的框图；
图7是根据一示例性实施例示出的一种计算机设备的结构框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
应当理解，本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。
本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。
需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。
为了使得本领域常规技术人员更加理解本公开提供的技术方案，本公开先对背景技术进一步进行介绍。
风洞试验是验证飞行器空气动力学特性的重要手段。当飞行器模型在进行高速风洞试验时一般都会采取尾部支撑方式，该支撑方式的结构采用天平、支杆和弯刀机构相连接。在满足使用性能的前提下为了减小支杆对流场的影响，往往将支杆的直径设计的较小，这使得支杆结构刚度也较小，固有频率也比较小。天平固定于支杆端部（视为支杆前段，另一端为支杆后端）并随支杆端部从模型尾部插入机身，与模型固定在一起，可近似看作是一个质量弹簧系统。当飞行器模型在做高速风洞试验时，由于激波涡和激波边界层干扰的出现使得模型受到一个宽频的气动载荷，极易与模型的固有频率耦合在一起，导致模型出现大幅度的振动，严重的影响了所测数据的真实程度，甚至会导致支杆结构损坏，给风洞试验带来安全隐患。为此，人们提出了基于压电陶瓷（简称：压电元件）作动器的振动主动控制策略。
目前，国内基于压电主动控制技术实现对风洞模型的低阶模态控制也取得了较好的效果，但并未在人们以往成功的经验上做出较大的改进，即主动控制装置的布置位置单一，在要么布置在支杆的后端控制模型的俯仰运动，要么布置在支杆的前段控制模型的俯仰、偏航运动。
相关技术中，最常见的支杆结构则是将减振装置布置于支杆后端，仅能对模型的俯仰运动有较好的控制，而对于偏航运动和低频模态的控制效果较差。
为了解决相关技术中存在的技术问题，本公开提出一种针对多执行机构的协同控制策略、装置、计算机设备及存储介质。
图1是根据一示例性实施例示出的一种风洞试验减震装置的示意图，参照图1，该减震装置包括天平1、支杆2、前段装置3以及后段装置4，该天平1具体可以是四分量天平，也可以是六分量天平，具体可以根据风动试验的需求选用。
前段装置3中的压电元件的设置方式可以如图2所示，图2中的填充黑色圆形表示压电元件，分别设置于第一象限、第二象限、第三象限以及第四象限内，对俯仰方向而言，第一象限以及第二象限的压电元件与第三象限以及第四象限的压电元件进行反向工作，即在进行俯仰控制时，若第一象限以及第二象限的压电元件伸长则第三象限以及第四象限的压电元件相对收缩，反之亦然。对偏航方向而言，第二象限以及第三象限中的压电元件与第一象限以及第四象限的压电元件进行反向工作，即在进行偏航控制时，若第二象限以及第三象限的压电元件伸长则第一象限以及第四象限的压电元件相对收缩，反之亦然。显然，在俯仰方向和偏航方向控制的耦合，即每个压电元件需要同时控制俯仰、偏航两个方向的振动，因此每个压电元件需要同时受俯仰和偏航两个控制信号的作用。可以理解的是，图2中每一象限中仅示出了一个压电元件，在实际应用场景中，每一象限中可以设置多个压电元件。
后段装置4中的压电元件的设置方式可以如图3所示，图3中的填充黑色圆形表示压电元件，由于后段减振装置只完成俯仰方向的控制，所有的压电元件都做同向运动。同样的，图3中示出了6个压电元件，在实际应用场景中，后段装置中的压电元件的数量本公开并不具体限定。
另外，上述减震装置还包括控制装置，该控制装置与天平1、前段装置3以及后段装置4连接，该控制装置可以接收天平检测到的信号，并根据检测到的信号，对前段装置3以及后段装置4进行控制，进而使得该减震装置能够最大程度的减少震动。
图4是根据一示例性实施例示出的一种针对多执行机构的协同控制策略的流程图，该控制策略可以应用于如图1所示的风洞试验减震装置，具体可以是应用于减震装置中的控制装置，所述减震装置包括前段装置以及后段装置，如图4所示，所述协同控制策略包括：
S101、获取天平信号。
其中，该天平信号可以是通过低通滤波器滤波后的天平信号，该天平信号至少包括俯仰方向的天平信号以及左右方向，即偏航方向的天平信号。
S102、对所述天平信号进行解耦，得到解耦信号，所述解耦信号包括俯仰一阶模态、俯仰二阶模态、偏航一阶模态以及偏航二阶模态。
可以理解的是，该天平信号在俯仰方向和偏航方向控制存在耦合，在模态上也存在耦合，即每个压电元件需要同时控制俯仰、偏航两个方向的振动，以及一阶、二阶模态的震动，因此每个压电元件需要同时受俯仰和偏航两个控制信号以及一阶模态和二阶模态的控制信号的作用。因此，为了更加准确地对减震装置中的每一个压电元件进行控制，则可以通过步骤S102对该天平信号进行解耦，进而得到解耦后的对应每一方向以及每一模态的解耦信号。
示例地，该天平信号可以包括俯仰方向的子天平信号U1以及U2，偏航方向的子天平信号U3和U4，解耦后的解耦信号中的俯仰一阶模态可以表示为R1、俯仰二阶模态可以表示为R2、偏航一阶模态可以表示为R3以及偏航二阶模态可以表示为R4。此时的R1以及R2不再含有偏航一阶和二阶模态，R3和R4也不再含有俯仰一阶和二阶模态。
S103、根据所述俯仰一阶模态、所述俯仰二阶模态、所述偏航一阶模态以及所述偏航二阶模态，确定所述前段装置中的每一压电元件的前段控制信号，并根据所述前段控制信号对所述前段装置中的每一压电元件进行控制。
S104、根据所述俯仰一阶模态以及所述俯仰二阶模态确定所述后段装置的后段控制信号，并根据所述后段控制信号对所述后段装置中的每一压电元件进行控制。
值得说明的是，当后段压电陶瓷（即压电元件）作动器动作时，支杆模型的一阶振动幅值远大于二阶振动幅值。由于前段装置与天平法兰连接，当前段压电陶瓷作动器动作时，支杆模型的一阶振动幅值较小，二阶振动幅值较明显。因此，就协同控制而言，前段减振装置需要对一、二阶模态进行辨识和控制。在前段开启控制的前提下，后段减振装置开进行一阶模态辨识和控制，可以避免前段和后端控制的互相干扰。
在本公开实施例中，通过获取天平信号，并对耦合的天平信号进行解耦，进而得到解耦后的对应每一方向以及每一模态的解耦信号，并基于解耦信号中的俯仰方向以及偏航方向的一阶及二阶模态，对前段装置进行控制，基于解耦信号中的俯仰方向的一阶模态对后段装置进行控制，能够有效地对该减震装置进行控制，降低支杆模型的震动，还能够有效地避免前段和后端控制的互相干扰。
在一些可选地实施例中，所述对所述天平信号进行解耦，得到解耦信号包括：
根据模态解耦矩阵对所述天平信号进行模态解耦，得到模态解耦信号；
根据方向解耦矩阵对所述模态解耦信号进行方向解耦，得到所述解耦信号。
示例地，以该天平信号可以包括俯仰方向的子天平信号U1以及U2，偏航方向的子天平信号U3和U4，解耦后的解耦信号中的俯仰一阶模态可以表示为R1、俯仰二阶模态可以表示为R2、偏航一阶模态可以表示为R3以及偏航二阶模态可以表示为R4为例，模态解耦矩阵可以是如下矩阵：M1=
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，方向解耦矩阵可以是如下矩阵：M2=
Figure 983578DEST_PATH_IMAGE002
。
其中，X11，X12，X21，X22，X33，X34，X43以及X44，和，φ11，φ13，φ22，φ24，φ31，φ33，φ42以及φ44均为预先确定得到的参数，本公开对其具体数值不作限定。
基于模态解耦矩阵M1以及方向解耦矩阵M2，即可以根据以下公式计算得到解耦信号：M2*(M1*
Figure DEST_PATH_IMAGE003
)=
Figure 556511DEST_PATH_IMAGE004
。
采用上述方案，通过模态解耦矩阵对天平信号进行解耦后，再根据方向解耦矩阵对模态解耦信号进行解耦，进而能够更加准确地得到解耦后的对应每一方向以及每一模态的解耦信号，保证了该减震装置的震动抑制效果。
在一些可选地实施方式中，所述协同控制策略包括：
向天平输入预设激励信号，并获取对应每一所述预设激励信号的测试天平信号，所述预设激励信号包括俯仰一阶固有频率激励、俯仰二阶固有频率激励、偏航一阶固有频率激励以及偏航二阶固有频率激励；
根据所述预设激励信号以及所述测试天平信号进行傅里叶级数变换，确定所述测试天平信号中对应每一方向的子信号的幅值，以及所述预设激励信号中对应每一子激励信号的幅值；
根据所述对应每一方向的子信号的幅值，以及所述对应每一子激励信号的幅值，确定所述模态解耦矩阵。
示例地，分别将俯仰一阶固有频率激励EY1、俯仰二阶固有频率激励EY2、偏航一阶固有频率激励EX1以及偏航二阶固有频率激励EX2输入该天平的检测端，进而获取天平响应于这些激励信号的天平信号U11、U12，U13和U14，以及U21、U22、U23、U24。其中，U11、U12，U13和U14是响应于俯仰一阶固有频率激励EY1以及偏航一阶固有频率激励EX1的天平信号，U21、U22，U23和U24是响应于俯仰二阶固有频率激励EY2以及偏航二阶固有频率激励EX2的天平信号。
经过傅里叶级数变换，既可以得到各个信号的幅值，A(U11)、A(U21)，A(U31和A(U41)，以及A(U12)、A(U22)、A(U32)、A(U42)，以及A(EY1)、A(EY2)、A(EX1)、A(EX2)。进一步，则可以得到上述模态解耦矩阵M1中的X11=A(U11)/A(EY1)；X12=A(U12)/A(EY1)；X21=A(U21)/A(EY2)；X22=A(U22)/A(EY2)；X33=A(U13)/A(EX1)；X34=A(U14)/A(EX1)；X43=A(U23)/A(EX2)；X44=A(U24)/A(EX2)。
采用上述方案，通过发送预设激励信号，并获取天平响应于该预设激励信号的天平信号，进而对响应的天平信号以及激励信号进行傅里叶级数变换，得到相应的信号幅值，并根据信号幅值确定模态解耦矩阵中的每一参数的数值，使得该模态解耦矩阵能够更加准确对天平信号进行解耦，进而保证了该减震装置的震动抑制效果。
在一些可选地实施例中，所述根据所述俯仰一阶模态、所述俯仰二阶模态、所述偏航一阶模态以及所述偏航二阶模态，确定所述前段装置中的每一压电元件的前段控制信号包括：
根据所述俯仰一阶模态，确定第一俯仰一阶控制信号，并根据所述俯仰二阶模态，确定第一俯仰二阶控制信号；
根据所述第一俯仰一阶控制信号以及所述第一俯仰二阶控制信号，确定第一俯仰控制信号；
根据所述偏航一阶模态，确定偏航一阶控制信号，根据所述偏航二阶模态，确定偏航二阶控制信号；
根据所述偏航一阶控制信号以及所述偏航二阶控制信号，确定偏航控制信号；
根据所述第一俯仰控制信号、所述偏航控制信号以及第一偏置电压，确定前段装置中的每一压电元件的前段控制信号。
具体地，俯仰一阶模态R1、所述俯仰二阶模态R2、所述偏航一阶模态R3以及所述偏航二阶模态R4分别输入控制装置经过控制算法后分别生产第一俯仰一阶控制信号C1、第一俯仰二阶控制信号C2及偏航一阶控制信号C3、偏航二阶控制信号C4，其中，C1、C2控制俯仰方向一阶、二阶振动，两者叠加后即可得到第一俯仰控制信号H1。C3、C4控制偏航方向一阶、二阶振动，两者叠加后得到偏航控制信号H2。
对于俯仰方向而言，由于第一象限和第二象限中的压电元件同向运动，第三象限和第四象限中的压电元件同向运动且与第一象限和第二象限中的运动相反。因此，根据结构设计中的对螺栓预紧的要求，压电元件在工作前需要加入第一偏置电压offset1，以保证螺栓预紧的要求。
采用上述方案，分别根据俯仰一阶模态和俯仰二阶模态确定前段装置的俯仰方向的控制值，偏航一阶模态以及偏航二阶模态确定前段装置的偏航方向的控制值，能够有效地保证前段装置能够对各个方向以及各个模态的支杆模型进行震动抑制，并且，通过加入偏置电压，还能够有效地保证螺栓预紧的要求。
具体地，所述根据所述第一俯仰控制信号、所述偏航控制信号以及第一偏置电压，确定前段装置中的每一压电元件的前段控制信号包括：
根据所述第一偏置电压与所述第一俯仰控制信号的和值，确定处于所述前段装置中第一象限以及第二象限的压电元件的控制信号；
根据所述第一偏置电压与所述第一俯仰控制信号的差值，确定处于所述前段装置中第三象限以及第四象限的压电元件的控制信号；
根据所述第一偏置电压与所述偏航控制信号的和值，确定处于所述前段装置中第一象限以及第四象限的压电元件的控制信号；
根据所述第一偏置电压与所述偏航控制信号的差值，确定处于所述前段装置中第二象限以及第三象限的压电元件的控制信号。
示例地，针对俯仰方向而言，第一象限和第二象限的控制信号为offset1+H1，第三象限和第四象限的控制信号为offset1-H1。针对偏航方向而言，第一和第四象限的控制信号为offset1+H2，第二和第三象限的控制信号为offset1-H2。
采用上述方式，能够保证对于每一方向前段装置中的反向运动和同向运动的压电元件能够得到有效地控制，进而保证了前段装置能够对一阶和二阶的偏航方向和俯仰方向的震动均可以有效地进行抑制。
在另一些可选地实施例中，所述根据所述俯仰一阶模态以及所述俯仰二阶模态确定所述后段装置的后段控制信号，并根据所述后段控制信号对所述后段装置中的每一压电元件进行控制包括：
根据所述俯仰一阶模态，确定第二俯仰一阶控制信号，并根据所述俯仰二阶模态，确定第二俯仰二阶控制信号；
根据所述第二俯仰一阶控制信号以及所述第二俯仰二阶控制信号，确定第二俯仰控制信号；
根据所述第二俯仰控制信号以及第二偏置电压，确定所述后段装置中的每一压电元件的后段控制信号。
在实现协同控制的过程中，仅仅通过单独前段或者单独后段系统辨识得到的控制参数，协同控制时容易造成相互干扰甚至造成控制信号的相位相消。因此，必须要在前段辨识、控制的基础上再对后段进行辨识和控制。
其中，后段减振装置只完成俯仰方向的控制，所有压电元件都做同向运动，因此，可以分别俯仰一阶模态以及俯仰二阶模态输入控制器即可确定对应后段装置的第二俯仰一阶控制信号C5以及第二俯仰二阶控制信号C6，在C5以及C6叠加后，即可得到第二俯仰控制信号H3，并根据结构设计中的对螺栓预紧的要求，加入该第二偏置电压后即可得到后段装置中的每一压电元件的后段控制信号。
采用上述方式，能够保证后段装置中的压电元件能够得到有效地控制，进而保证了后段装置能够对一阶和二阶的俯仰方向的震动均可以有效地进行抑制，并且，通过加入偏置电压，还能够有效地保证螺栓预紧的要求。
可选地，所述根据所述第二俯仰控制信号以及第二偏置电压，确定所述后段装置中的每一压电元件的后段控制信号包括：
根据所述第二偏置电压与所述第二俯仰控制信号的和值，确定所述后段装置中的每一压电元件的后段控制信号。
示例地，若第二偏置电压表示为offset2，对于后段装置的每一压电元件的控制信号可以为offset2+H3。
为了使得本领域技术人员更加理解本公开提供的技术方案，本公开还提供如图5所示的前段装置压电元件输出力分配示意图，如图5所示：
将天平信号进行模态解耦，得到模态解耦信号，再将模态解耦信号进行反向解耦，得到解耦信号。将解耦信号中的俯仰一阶模态R1、俯仰二阶模态R2、偏航一阶模态R3、偏航二阶模态R4分别输入控制器，得到第一俯仰一阶控制信号C1、第一俯仰二阶控制信号C2及偏航一阶控制信号C3、偏航二阶控制信号C4，叠加C1和C2得到第一俯仰控制控制信号H1，叠加C3和C4得到偏航控制信号H2，再将H1、H2和偏置电压进行叠加，最终分别对对应前段装置中的第一象限、第二象限、第三象限以及第四象限的压电元件进行控制，实现对俯仰方向以及偏航方向的一阶和二阶震荡的前段抑制。可以理解的是，在图5中所示的各个控制器可以是同一个控制器也可以是不同控制器，本公开对此不作限定，另外，在图5中不同粗细的线条仅是便于区分信号的传输方向。
可以理解的是，后段装置压电元件输出力分配的方式与图5所示的方式近似，本公开在此不作赘述。
基于相同的发明构思，图6是根据一示例性实施例示出的一种针对多执行机构的协同控制装置的框图，应用于风洞试验减震装置，所述减震装置包括前段装置以及后段装置，所述针对多执行机构的协同控制装置60包括：
获取模块61，用于获取天平信号；
解耦模块62，用于对所述天平信号进行解耦，得到解耦信号，所述解耦信号包括俯仰一阶模态、俯仰二阶模态、偏航一阶模态以及偏航二阶模态；
第一控制模块63，用于根据所述俯仰一阶模态、所述俯仰二阶模态、所述偏航一阶模态以及所述偏航二阶模态，确定所述前段装置中的每一压电元件的前段控制信号，并根据所述前段控制信号对所述前段装置中的每一压电元件进行控制；
第二控制模块64，用于根据所述俯仰一阶模态以及所述俯仰二阶模态确定所述后段装置的后段控制信号，并根据所述后段控制信号对所述后段装置中的每一压电元件进行控制。
可选地，所述解耦模块62具体用于：
根据模态解耦矩阵对所述天平信号进行模态解耦，得到模态解耦信号；
根据方向解耦矩阵对所述模态解耦信号进行方向解耦，得到所述解耦信号。
可选地，所述针对多执行机构的协同控制装置60还用于：
向天平输入预设激励信号，并获取对应每一所述预设激励信号的测试天平信号，所述预设激励信号包括俯仰一阶固有频率激励、俯仰二阶固有频率激励、偏航一阶固有频率激励以及偏航二阶固有频率激励；
根据所述预设激励信号以及所述测试天平信号进行傅里叶级数变换，确定所述测试天平信号中对应每一方向的子信号的幅值，以及所述预设激励信号中对应每一子激励信号的幅值；
根据所述对应每一方向的子信号的幅值，以及所述对应每一子激励信号的幅值，确定所述模态解耦矩阵。
可选地，所述第一控制模块63具体用于：
根据所述俯仰一阶模态，确定第一俯仰一阶控制信号，并根据所述俯仰二阶模态，确定第一俯仰二阶控制信号；
根据所述第一俯仰一阶控制信号以及所述第一俯仰二阶控制信号，确定第一俯仰控制信号；
根据所述偏航一阶模态，确定偏航一阶控制信号，根据所述偏航二阶模态，确定偏航二阶控制信号；
根据所述偏航一阶控制信号以及所述偏航二阶控制信号，确定偏航控制信号；
根据所述第一俯仰控制信号、所述偏航控制信号以及第一偏置电压，确定前段装置中的每一压电元件的前段控制信号。
可选地，所述第一控制模块63具体用于：
根据所述第一偏置电压与所述第一俯仰控制信号的和值，确定处于所述前段装置中第一象限以及第二象限的压电元件的控制信号；
根据所述第一偏置电压与所述第一俯仰控制信号的差值，确定处于所述前段装置中第三象限以及第四象限的压电元件的控制信号；
根据所述第一偏置电压与所述偏航控制信号的和值，确定处于所述前段装置中第一象限以及第四象限的压电元件的控制信号；
根据所述第一偏置电压与所述偏航控制信号的差值，确定处于所述前段装置中第二象限以及第三象限的压电元件的控制信号。
可选地，所述第二控制模块64具体用于：
根据所述俯仰一阶模态，确定第二俯仰一阶控制信号，并根据所述俯仰二阶模态，确定第二俯仰二阶控制信号；
根据所述第二俯仰一阶控制信号以及所述第二俯仰二阶控制信号，确定第二俯仰控制信号；
根据所述第二俯仰控制信号以及第二偏置电压，确定所述后段装置中的每一压电元件的后段控制信号。
可选地，所述第二控制模块64具体用于：
根据所述第二偏置电压与所述第二俯仰控制信号的和值，确定所述后段装置中的每一压电元件的后段控制信号。
需要说明的是，前述针对多执行机构的协同控制装置60的实现原理可以参考前述针对多执行机构的协同控制策略的实现原理，在此不再赘述。应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，针对多执行机构的协同控制装置60可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上针对多执行机构的协同控制装置60的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所描述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述控制策略的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上控制策略的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)，或，一个或多个微处理器(digital signal processor，DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(centralprocessing unit，CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，SOC)的形式实现。
本发明实施例提供一种计算机设备100，计算机设备100包括处理器及存储有计算机指令的非易失性存储器，计算机指令被处理器执行时，计算机设备100执行前述的针对多执行机构的协同控制策略。如图7所示，图7为本发明实施例提供的计算机设备100的结构框图。计算机设备100包括针对多执行机构的协同控制装置60、存储器111、处理器112及通信单元113。
为实现数据的传输或交互，存储器111、处理器112以及通信单元113各元件相互之间直接或间接地电性连接。例如，可通过一条或多条通讯总线或信号线实现这些元件相互之间电性连接。在针对多执行机构的协同控制装置60包括至少一个可以软件或固件（firmware）的形式存储于存储器111中或固化在计算机设备100的操作系统（operatingsystem，OS）中的软件功能模块。处理器112用于执行存储器111中存储的针对多执行机构的协同控制策略，例如在针对多执行机构的协同控制装置60所包括的软件功能模块及计算机程序等。
本发明实施例提供一种可读存储介质，可读存储介质包括计算机程序，计算机程序运行时控制可读存储介质所在计算机设备执行前述的针对多执行机构的协同控制策略。
出于说明目的，前面的描述是参考具体实施例而进行的。但是，上述说明性论述并不打算穷举或将本公开局限于所公开的精确形式。根据上述教导，众多修改和变化都是可行的。选择并描述这些实施例是为了最佳地说明本公开的原理及其实际应用，从而使本领域技术人员最佳地利用本公开，并利用具有不同修改的各种实施例以适于预期的特定应用。出于说明目的，前面的描述是参考具体实施例而进行的。但是，上述说明性论述并不打算穷举或将本公开局限于所公开的精确形式。根据上述教导，众多修改和变化都是可行的。选择并描述这些实施例是为了最佳地说明本公开的原理及其实际应用，从而使本领域技术人员最佳地利用本公开，并利用具有不同修改的各种实施例以适于预期的特定应用。

Claims (10)

1.一种针对多执行机构的协同控制策略，其特征在于，应用于风洞试验减震装置，所述减震装置包括前段装置以及后段装置，所述控制策略包括：
获取天平信号；
对所述天平信号进行解耦，得到解耦信号，所述解耦信号包括俯仰一阶模态、俯仰二阶模态、偏航一阶模态以及偏航二阶模态；
根据所述俯仰一阶模态、所述俯仰二阶模态、所述偏航一阶模态以及所述偏航二阶模态，确定所述前段装置中的每一压电元件的前段控制信号，并根据所述前段控制信号对所述前段装置中的每一压电元件进行控制；其中，所述压电元件分别设置于第一象限、第二象限、第三象限以及第四象限内，在进行俯仰控制时，若第一象限以及第二象限的压电元件伸长则第三象限以及第四象限的压电元件相对收缩，若第三象限以及第四象限的压电元件伸长则第一象限以及第二象限的压电元件相对收缩；在进行偏航控制时，若第二象限以及第三象限的压电元件伸长则第一象限以及第四象限的压电元件相对收缩，第一象限以及第四象限的压电元件伸长则第二象限以及第三象限的压电元件相对收缩；
根据所述俯仰一阶模态以及所述俯仰二阶模态确定所述后段装置的后段控制信号，并根据所述后段控制信号对所述后段装置中的每一压电元件进行控制。
2.根据权利要求1所述的控制策略，其特征在于，所述对所述天平信号进行解耦，得到解耦信号包括：
根据模态解耦矩阵对所述天平信号进行模态解耦，得到模态解耦信号；
根据方向解耦矩阵对所述模态解耦信号进行方向解耦，得到所述解耦信号。
3.根据权利要求2所述的控制策略，其特征在于，所述控制策略包括：
向天平输入预设激励信号，并获取对应每一所述预设激励信号的测试天平信号，所述预设激励信号包括俯仰一阶固有频率激励、俯仰二阶固有频率激励、偏航一阶固有频率激励以及偏航二阶固有频率激励；
根据所述预设激励信号以及所述测试天平信号进行傅里叶级数变换，确定所述测试天平信号中对应每一方向的子信号的幅值，以及所述预设激励信号中对应每一子激励信号的幅值；
根据所述对应每一方向的子信号的幅值，以及所述对应每一子激励信号的幅值，确定所述模态解耦矩阵。
4.根据权利要求1所述的控制策略，其特征在于，所述根据所述俯仰一阶模态、所述俯仰二阶模态、所述偏航一阶模态以及所述偏航二阶模态，确定所述前段装置中的每一压电元件的前段控制信号包括：
根据所述俯仰一阶模态，确定第一俯仰一阶控制信号，并根据所述俯仰二阶模态，确定第一俯仰二阶控制信号；
根据所述第一俯仰一阶控制信号以及所述第一俯仰二阶控制信号，确定第一俯仰控制信号；
根据所述偏航一阶模态，确定偏航一阶控制信号，根据所述偏航二阶模态，确定偏航二阶控制信号；
根据所述偏航一阶控制信号以及所述偏航二阶控制信号，确定偏航控制信号；
根据所述第一俯仰控制信号、所述偏航控制信号以及第一偏置电压，确定前段装置中的每一压电元件的前段控制信号。
5.根据权利要求4所述的控制策略，其特征在于，所述根据所述第一俯仰控制信号、所述偏航控制信号以及第一偏置电压，确定前段装置中的每一压电元件的前段控制信号包括：
根据所述第一偏置电压与所述第一俯仰控制信号的和值，确定处于所述前段装置中第一象限以及第二象限的压电元件的控制信号；
根据所述第一偏置电压与所述第一俯仰控制信号的差值，确定处于所述前段装置中第三象限以及第四象限的压电元件的控制信号；
根据所述第一偏置电压与所述偏航控制信号的和值，确定处于所述前段装置中第一象限以及第四象限的压电元件的控制信号；
根据所述第一偏置电压与所述偏航控制信号的差值，确定处于所述前段装置中第二象限以及第三象限的压电元件的控制信号。
6.根据权利要求1所述的控制策略，其特征在于，所述根据所述俯仰一阶模态以及所述俯仰二阶模态确定所述后段装置的后段控制信号，并根据所述后段控制信号对所述后段装置中的每一压电元件进行控制包括：
根据所述俯仰一阶模态，确定第二俯仰一阶控制信号，并根据所述俯仰二阶模态，确定第二俯仰二阶控制信号；
根据所述第二俯仰一阶控制信号以及所述第二俯仰二阶控制信号，确定第二俯仰控制信号；
根据所述第二俯仰控制信号以及第二偏置电压，确定所述后段装置中的每一压电元件的后段控制信号。
7.根据权利要求6所述的控制策略，其特征在于，所述根据所述第二俯仰控制信号以及第二偏置电压，确定所述后段装置中的每一压电元件的后段控制信号包括：
根据所述第二偏置电压与所述第二俯仰控制信号的和值，确定所述后段装置中的每一压电元件的后段控制信号。
8.一种针对多执行机构的协同控制装置，其特征在于，应用于风洞试验减震装置，所述减震装置包括前段装置以及后段装置，所述控制装置包括：
获取模块，用于获取天平信号；
解耦模块，用于对所述天平信号进行解耦，得到解耦信号，所述解耦信号包括俯仰一阶模态、俯仰二阶模态、偏航一阶模态以及偏航二阶模态；
第一控制模块，用于根据所述俯仰一阶模态、所述俯仰二阶模态、所述偏航一阶模态以及所述偏航二阶模态，确定所述前段装置中的每一压电元件的前段控制信号，并根据所述前段控制信号对所述前段装置中的每一压电元件进行控制；其中，所述压电元件分别设置于第一象限、第二象限、第三象限以及第四象限内，在进行俯仰控制时，若第一象限以及第二象限的压电元件伸长则第三象限以及第四象限的压电元件相对收缩，若第三象限以及第四象限的压电元件伸长则第一象限以及第二象限的压电元件相对收缩；在进行偏航控制时，若第二象限以及第三象限的压电元件伸长则第一象限以及第四象限的压电元件相对收缩，第一象限以及第四象限的压电元件伸长则第二象限以及第三象限的压电元件相对收缩；
第二控制模块，用于根据所述俯仰一阶模态以及所述俯仰二阶模态确定所述后段装置的后段控制信号，并根据所述后段控制信号对所述后段装置中的每一压电元件进行控制。
9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器及存储有计算机指令的非易失性存储器，所述计算机指令被所述处理器执行时，所述计算机设备执行权利要求1-7中任意一项所述的针对多执行机构的协同控制策略。
10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质包括计算机程序，所述计算机程序运行时控制所述可读存储介质所在计算机设备执行权利要求1-7中任意一项所述的针对多执行机构的协同控制策略。
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