[发明专利]多机电系统分布式智能同步控制装置及方法

权利要求书

1.多机电系统分布式智能同步控制装置，包括多个机电系统，其特征在于：还包括检测模块、智能决策电路、智能切换电路、控制器组、执行机构、相邻系统信息通信机构和监视器；

所述检测模块用于检测机电系统的运行状态信息，并将运行状态信息传送到控制器和智能决策电路中；

所述智能决策电路根据运行状态信息来判断整个装置中各部分是否存在故障并作出决策结果；

所述智能切换电路用于根据智能决策电路的决策结果来选择控制器组中的某一个控制器来控制执行机构的工作；

所述相邻系统信息通信机构，用于构建监控器与多机电系统以及各机电系统之间的通信；

所述控制器组根据自身状态信息和邻接机电系统的信息分别向执行机构发送控制命令和监控器传送数据；

所述执行模块，用于完成机电系统的启停、调速和转向任务；

所述监控模块用于显示各机电系统的运动状态；

所述电流环，用于调节电流输出。

2.根据权利要求1所述的多机电系统分布式智能同步控制系统，其特征在于：所述控制器组包括第一控制器和第二控制器；所述第一控制器为模糊控制器；所述第二控制器为容错控制器；

所述模糊控制器，用于通过模糊控制算法来实现多机电系统在无故障发生时无模型智能控制过程；

所述容错控制器，用于通过容错控制算法来实现多机电系统在故障发生时的容错控制过程。

3.根据权利要求1所述的多机电系统分布式智能同步控制系统，其特征在于：所述执行模块包括减速伺服电机和用于控制减速电机的工作过程的驱动器；

所述减速伺服电机，用于产生驱动转矩；

所述驱动器包括电机驱动芯片和光电耦合器；

所述电机驱动芯片用于转换控制信号以驱动电机；

所述光电耦合器用于将输入、输出的信号进行隔离。

4.根据权利要求1所述的多机电系统分布式智能同步控制系统，其特征在于：所述监控模块，用于将电流、位置信息在PC上实时的显示出来或以波形的方式实时显示控制命令和各机电系统的运动轨迹。

5.根据权利要求2所述的多机电系统分布式智能同步控制系统，其特征在于：所述检测模块包括编码器以及用于检测电机驱动芯片的电流并转换和反馈电流的采样电阻；所述编码器用于获取减速伺服电机的角位移信号并反馈减速伺服电机的位置及速度。

6.根据权利要求1-5任一项所述的多机电系统分布式智能同步控制系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：获取当前机电系统及其相邻机电系统的运行状态信息；

S2：通过运行状态信息判断该机电系统是否存在故障；

S3：如果没有故障，则执行通过模糊控制算法来控制机电系统；

S4：如果存在故障，则执行通过容错算法来控制机电系统；

S5：通过ADC采集减速电机的输入电流获取采集电流；

S6：通过PI控制器反馈采集电流；

S7：通过调节PWM占空比来调节电机的输入电压；

S8：采集该机电系统的自身状态信息并发送自身状态信息；

S9：判断自身状态信息是否发送完毕，如果是，则中断返回；

S10：如果否，则等待直至自身状态信息发送完毕。

7.根据权利要求6所述的多机电系统分布式智能同步控制方法，其特征在于：所述运行状态信息包括各个机电系统的状态信息，所述状态信息为电机当前角度和速度。

8.根据权利要求6所述的多机电系统分布式智能同步控制方法，其特征在于：所述自身状态信息包括通过检测模块获得的角度、速度和加速度信息。

9.根据权利要求6所述的多机电系统分布式智能同步控制方法，其特征在于：所述判断机电系统的故障是通过自适应阈值法来实现的，具体步骤如下：

S21：获取系统实际输出值；

S22：计算系统实际输出值与观测器的理想输出值的差值；

S23：判断差值是否大于自适应阈值，如果是，则可判定系统出现故障；

S24：如果否，则机电系统无故障。