[发明专利]一种用于控制多个执行器的控制系统

说明书

背景技术

例如打印机的系统可以具有多个执行器，例如电机。所有执行器的控制由通过总线系统联接到执行器的中央处理器或主处理器完成。因为所有伺服检查由主处理器完成，因此其具有良好的同步能力。但是，随着要被控制的电机数量的增加，在中央处理器处消耗的资源可能过多。因此，中央控制适合于具有少量执行器的系统。

附图说明

图1是根据实施方式的执行器系统的示例示意框图；以及

图2是根据实施方式的包括执行器的伺服系统的示例简化框图。

具体实施方式

根据通过示例方式给出的、参考附图进行的本发明优选示例的下述说明，本发明的特征和优点将是显而易见的。

在具有多个执行器的系统中，提供中央处理器来经由通信系统控制和同步执行器的操作。例如，由于打印机硬件部件的重量或尺寸，部件的运动必须通过不止一个执行器(例如，电机)来完成。必须同步所有涉及的执行器的运动以避免强迫机械部分或破坏机械部分及高准确性地实施多个部件的关键运动。期望分散对执行器的控制以允许控制较大数量的执行器，但是存在如下需要：集中监控执行器的操作以确保对执行器的运动和位置进行同步。然而，在分散系统中，由于通信系统的延迟，存在监控执行器真实位置的问题。

图1的系统包括中央处理器4，中央处理器4通过非确定性通信系统1链接到多个执行器，在此示例中，链接到伺服系统3A、伺服系统3B。非确定性通信系统是在其中没有定义通过系统发送的信号的时序的系统。这种系统的一个示例是CAN总线系统，并且图1的系统使用CAN总线系统。

CAN总线系统包括总线2。伺服系统3A、伺服系统3B以及中央处理器4通过接口联接到总线2，伺服系统3A、伺服系统3B以及中央处理器4中的每一个包括收发器6和CAN控制器5。中央处理器通过CAN控制器5和收发器6联接到总线2。伺服系统3A通过CAN控制器8和收发器7联接到总线2。伺服系统3B与伺服系统3A相同。

伺服系统3A包括执行器10以及控制执行器10的主机CPU9，在此示例中，执行器10是电机。执行器10使被执行机构11运动，在此示例中，被执行机构11是打印机的部件。伺服系统3B是相同的，并且在此示例中，如伺服系统3A，伺服系统3B使打印机的同一部件运动。

中央处理器4经由CAN总线系统2，通过将指令发送到主机CPU9而对伺服系统3A、伺服系统3B的主机CPU9编程。指令为伺服系统3A和伺服系统3B提供参考值R，该参考值R限定系统的期望输出值Y，在此示例中，期望输出值Y是位置和/或速度。例如，参考值限定执行器运动的期望轨迹，例如位置和/或速度，从而以期望方式驱动被执行机构11。一旦主机CPU9被编程，就由主机CPU9控制实际运动的伺服控制。每个主机CPU9监控实际轨迹，并且如果实际轨迹与期望轨迹相差超过预定数量则停止运动。

在中央处理器4想要启动运动时，其将“启动”信号广播到所有远程主机CPU9。

主机CPU9将表示执行器输出的实际值Y和期望值R之间的偏差(之差)的信号传输给中央处理器4。在此示例中，信号表示参考值和实际值之差或之间的偏差R-Y。中央处理器4监控该偏差。在一个示例中，中央处理器4比较各个执行器的偏差。如果偏差在预设容限范围内是相同的，那么不需要采取行动。如果偏差彼此相差超过预定阈值量，那么中央处理器4停止所有执行器的运动。

由中央处理器以比测量伺服系统3中的伺服误差的频率低的频率监控和比较执行器的偏差R-Y。监控偏差R-Y并比较偏差的频率是系统设计者的一种选择，例如，如果执行器组正缓慢地使大的被执行机构运动，那么可以每秒监控偏差一次，然而如果使较小的被执行机构更加快速地运动，那么将更加频繁地监控偏差。

通过进一步阐释，执行器随着时间机械地降低性能，因此实际位置和期望位置之间的偏差可能增加。在一定程度上，由主机CPU9提供的伺服控制维持被执行机构11的期望位置，即使当执行器性能降低时。此外，相同的电机有可能类似地降低性能。然而，如果性能降低不相似，那么被执行机构和/或执行器的运动可能涉及用力过度(excessive force)。由中央处理器监控的各个伺服系统的偏差之差允许检测到不同的性能降低。中央处理器4监控由每个伺服系统测量的偏差R-Y，而不是绝对位置。中央处理器4可以发送请求到每个伺服系统，请求伺服系统提供偏差R-Y，或者每个伺服系统可以在没有这种请求的情况下发送偏差到中央处理器。