[发明专利]面向工业互联网多轴运动的IEID同步控制方法

说明书

本发明涉及工业物联网运动控制领域，提供一种面向工业互联网多轴运动的IEID同步控制方法，包括：构建初始多轴运动系统的初始状态空间模型，获取初始状态空间模型的复合扰动；通过复合扰动修改初始状态空间模型的初始估计器，获得等价输入干扰估计器，通过等价输入干扰估计器获得滤波后等价输入干扰向量；通过滤波后等价输入干扰向量修改初始状态空间模型的初始同步控制器，获得等价输入干扰同步控制器；由等价输入干扰估计器和等价输入干扰同步控制器，构建等价输入干扰多轴运动同步控制系统。本发明能有效地处理网络诱导引起的不确定性和外在负载等扰动形成的复合扰动对系统的影响，显著提高系统的灵活性、复杂扰动处理与抑制能力、快速性和控制精度。

技术领域

本发明涉及工业物联网运动控制领域，尤其涉及一种面向工业互联网多轴运动的IEID同步控制方法。

背景技术

在现代智能制造业中，多轴运动控制一直是运动控制领域的研究热点问题，其中同步控制是其中的一项核心技术。然而，由于工业应用场景中复杂设备功能的需求，其外在负载等扰动存在匹配与不匹配的情况，对系统性能有显著影响，仅从匹配的外在负载等扰动抑制与消除的角度无法有效解决系统的同步控制精度问题。因此，必须采用有效的处理具有匹配与不匹配外在负载等扰动的方法，提高这类系统控制性能和生产质量。

同时，随着工业物联网技术的快速发展，多轴运动系统正朝着网络化和高速高精度的方向发展。将网络引入多轴运动系统，在控制器与各子系统之间通过网路进行数据通信，提高了控制器与各子系统之间的数据传输速率及可靠性，极大减少了系统布线，增强了系统扩展能力。然而，网路的引入不可避免带来一些新的问题，如网络诱导与网络攻击导致系统安全等不确定性等。特别地，笔者针对网络化多轴运动同步控制问题设计一种基于自抗扰控制器的网络化多轴运动位置同步控制方案，获得了很好的时延补偿效果；以及针对网络化大关联运动系统同步控制问题设计一种基于广义扩张状态观测器的网络化多轴运动位置同步控制方案，获得了很好的解耦同步控制性能。然而，如何有效的处理多种扰动形成的复合扰动，其中复合扰动包括网络诱导引起的不确定性和外在负载等扰动，外在负载等扰动包括匹配与不匹配扰动；并提高具有复合扰动的网络化多轴运动系统的灵活性、复杂扰动处理与抑制能力、快速性和控制精度，目前还未有很好的解决方案。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于，解决现有技术中，无法有效处理多种扰动形成的复合扰动对多轴运动系统造成影响的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种面向工业互联网多轴运动的IEID同步控制方法，包括：

S1：构建初始多轴运动系统的初始状态空间模型，获取所述初始状态空间模型的复合扰动；

S2：通过所述复合扰动修改所述初始状态空间模型的初始估计器，获得等价输入干扰估计器，通过所述等价输入干扰估计器获得滤波后等价输入干扰向量

S3：通过所述滤波后等价输入干扰向量修改所述初始状态空间模型的初始同步控制器，获得等价输入干扰同步控制器；

S4：由所述等价输入干扰估计器和所述等价输入干扰同步控制器，构建等价输入干扰多轴运动同步控制系统。

优选地，步骤S1中，所述复合扰动包括：网络干扰和外在负载扰动；

所述初始状态空间模型包括：m个子系统、初始估计器和初始同步控制器，m为大于0的正整数；

所述初始状态空间模型的表达式如公式一所示：