一种电动缸协同控制方法和装置与流程

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1.本发明涉及自动控制技术领域，具体涉及一种电动缸协同控制方法和装置。

背景技术：

2.电动缸是伺服电机与丝杠一体化设计的模块化产品，因其拥有优异的动态响应特性，越来越多的被应用于各种控制系统中。随着被控对象复杂程度的提高，通常需要多台电动缸协同工作以实现控制的目的。
3.其中，以模拟人腿踩踏脚踏板的动作，实现两侧上下交替运动的应用最为常用。对于该种应用场景需要设置于左右两侧的电动缸分别实现精准的位移控制。现有技术中对两侧的电动缸均采用位移闭环控制的方式实现位移的控制。在将两侧的电动缸通过执行机构连接后，由于机械结构加工、装配等环节误差的存在，会使得零件间存在间隙，从而导致左右两侧电动缸的位移变化量不一致，如当左侧电动缸伸长10cm时，右侧电动缸应该缩短10cm，而由于间隙的存在抵消了一定的移动距离，使得右侧的电动缸缩短的距离小于10cm，如9.5cm，由于两侧均采用位移闭环控制，右侧的电动缸会因缩短距离未达到10cm而持续加力，易导致执行机构的变形，甚至造成损坏。

技术实现要素：

4.为了解决现有技术存在的易导致执行机构变形、损坏的问题，本发明提供了一种电动缸协同控制方法和装置，其具有在位移精准控制的同时避免对执行机构的损坏等特点
5.根据本发明具体实施方式提供的一种电动缸协同控制方法，应用于刚性连接的两电动缸，用以实现两电动缸位移控制，包括：
6.基于预设的位移载荷谱分别确定电动缸的控制模型，所述控制模型包括第一控制模型和第二控制模型，所述位移载荷谱表征有电动缸的运动周期、所述电动缸的目标位移量以及控制所述电动缸在第一控制模型和第二控制模型之间切换的波形信息；
7.两所述电动缸在同一时刻处于不同的控制模型，所述第一控制模型基于电动缸的目标位移量、电动缸的实际伸长量输出一电动缸的目标伸长速度，根据采集到的电动缸的实际伸长速度、电动缸的目标伸长速度调节电动缸的伸长速度；
8.所述第二控制模型基于目标加载力、实时采集的电动缸的实际加载力、电动缸的实际伸长量输出一电动缸的目标伸长速度，其中所述目标加载力为0，用以确保在第二控制模型下的电动缸处于随动状态，在同一半运动周期内，不同控制模型下的电动缸的实际伸长量、实际伸长速度大小相同方向相反。
9.进一步地，所述电动缸协同控制方法还包括：
10.当所述电动缸从所述第一控制模型切出时，另一所述电动缸延迟一预设时间后再切入第一控制模型。
11.进一步地，所述第一控制模型和所述第二控制模型均包括：pid控制模型，其中所述第一控制模型包括第一pid控制模型，所述第二控制模型包括第二pid控制模型，所述第
一pid控制模型的输入包括所述目标位移量和第一侧电动缸的实际伸长量，所述第一pid控制模型的输出包括所述第一电动缸的目标伸长速度；
12.所述第二pid控制模型的输入包括第二侧电动缸的目标加载力和实际加载力，所述第二pid控制模型的输出包括所述第二电动缸目标伸长速度。
13.进一步地，所述第一控制模型包括：阻抗模型和第三pid控制模型，所述阻抗模型的输入包括所述目标位移量和所述第一侧电动缸的实际伸长量的差值，所述阻抗模型的输出包括加载力误差，所述第三pid控制模型的输入包括所述加载力误差，所述第三pid控制模型的输出包括所述第一电动缸的目标伸长速度。
14.进一步地，所述第二控制模型还包括：导纳控制模型，所述导纳控制模型的输入包括所述第二侧电动缸的目标加载力和所述实际加载力的差值以及所述第二侧电动缸实际伸长量，所述导纳控制模型的输出包括所述第二电动缸的目标伸长速度。
15.进一步地，所述电动缸协同控制方法还包括：
16.基于第一pi控制模型对所述第一侧电动缸的伸长速度进行调节，所述第一pi控制模型输入包括所述第一侧电动缸的实际伸长速度和所述第一电动缸目标伸长速度，输出为第一电流值；
17.基于第二pi控制模型对所述第二侧电动缸的伸长速度进行调节，所述第二pi控制模型的输入包括所述第二侧电动缸实际伸长速度和所述第二电动缸目标伸长速度，输出包括第二电流值。
18.进一步地，所述电动缸协同控制方法还包括：
19.基于第四pid控制模型对所述第一侧电动缸的伸长速度进行调节，所述第四pid控制模型的输入包括所述第一侧电动缸的实际伸长速度和所述第一电动缸的目标伸长速度，输出为第三电流值。
20.进一步地，所述电动缸协同控制方法还包括：
21.基于第五pid控制模型对所述第二侧电动缸的伸长速度进行调节，所述第五pid控制模型的输入包括所述第二侧电动缸的实际伸长速度和所述第二电动缸目标伸长速度，输出为第四电流值。
22.进一步地，所述阻抗模型或所述导纳控制模型的表达式包括：
[0023][0024]
其中，md、bd、kd分别为惯性、阻尼和弹簧刚度系数；x
(d)
分别为期望的电动缸的伸长加速度、伸长速度和伸长位移；x
(t)
分别为实际的伸长加速度、伸长速度和伸长位移；f
(d)
、f
(a)
为期望的加载力和实际加载力；
[0025]
在阻抗模型中，输入为电动缸目标位移量和实际伸长量的差值，输出为电动缸的加载力误差；在导纳控制模型中，其输入为电动缸目标加载力和实际加载力的差值，输出为电动缸的期望速度，其中目标加载力f
(d)
恒为0。
[0026]
根据本发明具体实施方式提供的一种电动缸协同控制装置，包括：
[0027]
模型选择模块，用于基于预设的位移载荷谱分别确定电动缸的控制模型，所述控制模型包括第一控制模型和第二控制模型，所述位移载荷谱表征有电动缸的运动周期、所
述电动缸的目标位移量以及控制所述电动缸在第一控制模型和第二控制模型之间切换的波形信息；以及
[0028]
模型适配模块，用于两所述电动缸在同一时刻处于不同的控制模型，所述第一控制模型基于电动缸的目标位移量、电动缸的实际伸长量输出一电动缸的目标伸长速度，根据采集到的电动缸的实际伸长速度、电动缸的目标伸长速度调节电动缸的伸长速度；
[0029]
所述第二控制模型基于目标加载力、实时采集的电动缸的实际加载力、电动缸的实际伸长量输出一电动缸的目标伸长速度，其中所述目标加载力为0，用以确保在第二控制模型下的电动缸处于随动状态，在同一半运动周期内，不同控制模型下的电动缸的实际伸长量、实际伸长速度大小相同方向相反。
[0030]
本发明的电动缸协同控制方法可以应用于刚性连接的两电动缸，用以实现两电动缸位移控制，该方法可以包括基于预设的位移载荷谱分别确定电动缸的控制模型，控制模型包括第一控制模型和第二控制模型，位移载荷谱表征有电动缸的运动周期、电动缸的目标位移量以及控制电动缸在第一控制模型和第二控制模型之间切换的波形信息。两电动缸在同一时刻处于不同的控制模型，第一控制模型基于电动缸的目标位移量、电动缸的实际伸长量输出一电动缸的目标伸长速度，根据采集到的电动缸的实际伸长速度、电动缸的目标伸长速度调节电动缸的伸长速度。第二控制模型基于目标加载力、实时采集的电动缸的实际加载力、电动缸的实际伸长量输出一电动缸的目标伸长速度，其中所述目标加载力为0，用以确保在第二控制模型下的电动缸处于随动状态，在同一半运动周期内，不同控制模型下的电动缸的实际伸长量、实际伸长速度大小相同方向相反。该电动缸协同控制方法实现了一侧的电动缸以目标位移量和一侧电动缸的实时位移量为输入得到目标移动速度，以目标移动速度和实际移动速度为输入得到相应电流值对电动缸的移动速度进行调节。另一侧则以和取反后的目标移动速度为调节的目标，以目标加载力和实时加载力为输入，使另一侧电动缸的加载力为零的情况下，结合实际移动速度对相应的目标移动速度进行调节，以使另一侧电动缸在加载力为零的情况下，速度和一侧的电动缸保持一致，避免另一侧电动缸持续输出加载力使执行机构的变形。
附图说明
[0031]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0032]
图1是根据一示例性实施例提供的现有技术中的位移闭环控制的结构图；
[0033]
图2是根据一示例性实施例提供的电动缸协同控制方法的流程图；
[0034]
图3是根据一示例性实施例提供的一侧电动缸的位移载荷谱；
[0035]
图4是根据一示例性实施例提供的另一侧电动缸的位移载荷谱；
[0036]
图5是根据一示例性实施例提供的第一侧电动缸采用阻抗控制模型，第二侧电动缸采用导纳控制模型的控制结构图；
[0037]
图6是根据一示例性实施例提供的第一侧电动缸采用导纳控制模型，第二侧电动缸采用阻抗控制模型的控制结构图；
[0038]
图7是根据一示例性实施例提供的第一侧电动缸采用位置闭环控制，第二电动缸采用力闭环控制结构图；
[0039]
图8是根据一示例性实施例提供的第一侧电动缸采用力闭环控制，第二电动缸采用位置闭环控制结构图；
[0040]
图9是根据一示例性实施例提供的死区时间的示意图；
[0041]
图10是根据一示例性实施例提供的电动缸协同控制装置的结构图；
[0042]
图11是根据一示例性实施例提供的设备的结构图。
具体实施方式
[0043]
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
[0044]
参照图1所示，现有技术中的控制方法会在左右两侧的电动缸中均采用位移闭环控制，每一侧均采用位置传感器和力传感器相结合进行控制，在一侧由于始终无法完成位置的闭环控制而持续输出力时，该加载力被执行机构所承受，进而导致执行机构零件的变形，甚至造成设备的损坏。
[0045]
针对现有控制方式所存在的缺陷，参照图2所示，本发明的实施例提供了一种电动缸协同控制方法，该方法可应用于上述刚性连接的两电动缸，用以实现两电动缸位移控制，该方法可以包括以下步骤：
[0046]
201、基于预设的位移载荷谱分别确定电动缸的控制模型。该控制模型包括第一控制模型和第二控制模型，位移载荷谱表征有电动缸的运动周期、电动缸的目标位移量以及控制电动缸在第一控制模型和第二控制模型之间切换的波形信息。
[0047]
参照图3和图4所示分别为左右两侧电动缸的位移载荷谱，以三角形位移载荷谱为例，其中横坐标为时间，纵坐标为电动缸的目标伸长量，因为运动是对称的，因此一侧位移载荷谱可由另一侧的位移载荷谱取反后得到，因此只需得到任一侧的位移载荷谱也就得到了两侧相应的位移载荷谱，由位移载荷谱可得到电动缸的运动周期，以及在运动周期内的目标位移量(即目标伸长量)、目标的移动速度等信息。当然位移载荷谱并不局限于上述三角形载波，也可为其他任何形式的载波，本发明在此不做限制。
[0048]
202、两电动缸在同一时刻处于不同的控制模型，其中第一控制模型基于电动缸的目标位移量、电动缸的实际伸长量输出一电动缸的目标伸长速度，根据采集到的电动缸的实际伸长速度、电动缸的目标伸长速度调节电动缸的伸长速度；
[0049]
第二控制模型基于目标加载力、实时采集的电动缸的实际加载力、电动缸的实际伸长量输出一电动缸的目标伸长速度，其中目标加载力为0，用以确保在第二控制模型下的电动缸处于随动状态，在同一半运动周期内，不同控制模型下的电动缸的实际伸长量、实际伸长速度大小相同方向相反。
[0050]
在得到位移载荷谱后就可根据位移载荷谱，在电动缸运行时在同一半周期内分别对左右两侧的电动缸运用不同的控制模型交替进行控制，使左右两侧的电动缸始终由不同的控制模型进行控制。
[0051]
第二侧的电动缸则以目标加载力为0为目标，以第二侧电动缸实际加载力和电动缸实际移动速度作为输入，对第二侧电动缸的移动速度进行调节，使得第二侧的电动缸在不输出力的情况下进行随动，从而实现了在一侧电动缸位移精确控制的同时另一侧电动缸实现柔顺控制，避免了电动缸因移动不到位持续发力造成设备的损坏。
[0052]
作为上述实施例可行的实现方式，第一控制模型和第二控制模型可均包括：pid控制模型，其中第一控制模型包括第一pid控制模型，第二控制模型包括第二pid控制模型。第一pid控制模型的输入包括目标位移量和第一侧电动缸的实际伸长量，第一pid控制模型的输出包括第一电动缸目标伸长速度。
[0053]
第二pid控制模型的输入包括第二侧电动缸的目标加载力和实际加载力，第二pid控制模型的输出包括第二电动缸目标伸长速度。
[0054]
其中，在第一控制模型中根据采集到的电动缸的实际伸长速度、电动缸的目标伸长速度调节电动缸的伸长速度，包括：
[0055]
基于第一pi控制模型对第一侧电动缸的伸长速度进行调节，其中第一pi控制模型输入包括第一侧电动缸实际伸长速度和第一电动缸目标伸长速度，输出为第一电流值；
[0056]
在第二控制模型中基于第二pi控制模型对第二侧电动缸的伸长速度进行调节，第二pi控制模型的输入包括第二侧电动缸实际伸长速度和第二电动缸目标伸长速度，输出包括第二电流值。
[0057]
具体的，参照图7和图8所示，第一控制模型由pid控制模型以载荷谱输入的目标伸长速度和位置传感器反馈的实时的运动运动速度为输入进行pid调节，进而输出期望的伸长速度，构成位置的外环调节，其对应的内环调节为采用pi调节模型以位置传感器实时输出的实时伸长速度和经pid调节后输出的期望的伸长速度为输入，经pi调节得到的电流值控制电机驱动器对电动缸的伸长速度进行调节。
[0058]
对于第二控制模型由pid控制模型以直接取反后的实时运动速度和加载力为输入进行pid调节，在保证电动缸输出力为0的情况下使电动缸伸长速度和另一侧的保持一致，构成力的外环控制，其对应的内环调节同样为采用pi调节模型以另一侧位置传感器取反后的实时伸长速度和经pid调节后输出的期望的伸长速度为输入，经pi调节得到的电流值控制电机驱动器对电动缸的伸长速度进行调节。
[0059]
这样通过外环为位置闭环或力闭环，通过pi调节输出目标伸长速度给内环的电流环对电机驱动器的转速进行控制，即可实现对左右两侧电动缸的控制，避免持续出力情况的发生。
[0060]
可以理解的是，pi调节作为在pid调节基础上的一种简化控制模型，在具体实施时可将所用到的pi调节模型替换为pid调节模型进行控制，本发明在此不做限制。
[0061]
在本发明的另一具体实施例中，其中第一控制模型还可由阻抗模型和第三pid控制模型构成，阻抗模型的输入包括目标位移量和第一侧电动缸的实际伸长量的差值，阻抗模型的输出包括加载力误差，第三pid控制模型的输入包括加载力误差，第三pid控制模型的输出包括第一电动缸目标伸长速度。
[0062]
第二控制模型还包括：导纳控制模型，导纳控制模型的输入包括第二侧电动缸的目标加载力和实际加载力的差值以及第二侧电动缸实际伸长量，导纳控制模型的输出包括第二电动缸的目标伸长速度。
[0063]
其中，基于第四pid控制模型对第一侧电动缸的伸长速度进行调节，第四pid控制模型的输入包括第一侧电动缸的实际伸长速度和第一电动缸的目标伸长速度，输出为第三电流值。
[0064]
基于第五pid控制模型对第二侧电动缸的伸长速度进行调节，第五pid控制模型的输入包括第二侧电动缸的实际伸长速度和第二电动缸目标伸长速度，输出为第四电流值。
[0065]
具体的，参照图5和图6所示，控制方法的内环为阻抗控制模型或导纳控制模型，内环为电流控制环。分属两种不同的工作模式。外环控制逻辑的输出量为电动缸伸长速度期望值speed_des,而内环为速度闭环，速度闭环的输出量为模拟量，在电机驱动器内部转换为目标电流值以控制电机运动。
[0066]
当左侧电动缸为阻抗控制模型时，右侧电动缸则为导纳控制模型。处于阻抗控制模型下的电动缸，位移载荷谱给出电动缸目标伸长量position_des，而实际电动缸伸长量通过缸体上的位置传感器实时反馈，并基于阻抗控制模型计算出加载误差，经过pid控制模型输出电动缸目标移动速度给到内环的速度闭环控制系统。与此同时，另一个电动缸则处于导纳控制模型的控制下，通过位置传感器和力传感器将电动缸加载力和位移量实时采集，位置传感器实时采集电动缸的伸长量(即实时移动速度)，力传感器实时采集电动缸的加载力，并通过导纳控制模型计算出电动缸目标移动速度给到内环的电动缸移动速度闭环pid控制模型进行控制。当左侧电动缸为导纳控制模型时，右侧电动缸则为阻抗控制模型。位移载荷谱取反后实时给出右侧电动缸目标伸长量(目标移动速度)，而实际右侧电动缸伸长量通过左侧电动缸的位置传感器取反后实时反馈，并基于阻抗控制模型计算出加载力的增量，经过pid控制模型输出电动缸目标伸长速度给到内环的速度闭环控制移动的速度。而此时左侧电动缸处于导纳控制模型的控制下，通过位置传感器和力传感器将电动缸加载力和位移量实时采集，并通过导纳控制模型计算出目标转速给到内环的转速闭环控制。
[0067]
上述实施例所提供的阻抗控制模型/导纳控制模型的控制，可采用质量-弹簧-阻尼系统的数学模型来设计，一般地，可以通过调整质量-弹簧-阻尼系统的各项参数来设计导纳控制器，以实现所期望的动力学特性和动态响应效果。阻抗/导纳模型表达式如下：
[0068][0069]
式中，md、bd、kd分别为系统的惯性、阻尼和弹簧刚度系数；x
(d)
分别为期望的电动缸的伸长加速度、伸长速度和伸长位移；x
(t)
分别为实际的电动缸的伸长加速度、伸长速度和伸长位移；f
(d)
、f
(a)
为系统电动缸期望的加载力和实际加载力。
[0070]
其中对于阻抗控制模型而言，其输入为电动缸目标伸长量和实际伸长量的差值(即目标速度和实时速度的差值)，输出为电动缸的加载力误差。对于导纳控制模型其输入为电动缸目标加载力和实际加载力的差值(即加载力误差)，输出为电动缸的期望速度，其中目标加载力恒为0，以保证处导纳控制下的电动缸处于随动状态。
[0071]
为进一步优化该技术方案，参照图9所示，本发明的电动缸协同控制方法还包括：当电动缸从第一控制模型切出时，另一电动缸延迟一预设时间后再切入第一控制模型。
[0072]
即在第一半周期内的第一控制模型或第二控制模型应用完成时，延长预设时间后在第二半周期内对应应用第二控制模型或第一控制模型。
[0073]
具体的，该预设时间并不算在运动周期内，而是在运动周期的两个半周期即第一半周期和第二半周期之间的死区时间。加入死区时间的其目的在于留有一定的冗余量以确保左右侧电动缸不会出现同时处于相同控制模型的控制下，进而避免对设备的损坏。如没有死区时间的加入，则当左侧电动缸从阻抗控制模型的控制下切换为导纳控制模型进行控制时，右侧电动缸也从导纳控制模型的控制切换为阻抗控制模型的控制。理论上来说，左右侧电动缸不会同时处于阻抗控制模型的控制下。但当系统稳定性受到外界干扰，左侧还没有从阻抗控制模型切出时，右侧已经进入了阻抗控制模型的模式，则左右侧电动缸都处于主动出力状态，会同时出力，会造成力传感器瞬间过载。为了避免这种情况的出现，需要加入死区时间进行缓冲。图9中加粗的竖线为在第一半周期和第二半周期间加入的死区时间，在进行控制模型的切换时电动缸延迟死区时间后再进入相应的控制模型的控制。
[0074]
基于同样的设计思路参照图10所示，本发明的实施例还提供了一种电动缸协同控制装置用以执行上述实施例所提供的电动缸协同控制方法的各个步骤，该装置可以包括：
[0075]
模型选择模块1001，用于基于预设的位移载荷谱分别确定电动缸的控制模型，控制模型包括第一控制模型和第二控制模型，位移载荷谱表征有电动缸的运动周期、电动缸的目标位移量以及控制电动缸在第一控制模型和第二控制模型之间切换的波形信息。以及
[0076]
模型适配模块1002，用于两电动缸在同一时刻处于不同的控制模型，第一控制模型基于电动缸的目标位移量、电动缸的实际伸长量输出一电动缸的目标伸长速度，根据采集到的电动缸的实际伸长速度、电动缸的目标伸长速度调节电动缸的伸长速度。
[0077]
第二控制模型基于目标加载力、实时采集的电动缸的实际加载力、电动缸的实际伸长量输出一电动缸的目标伸长速度，其中目标加载力为0，用以确保在第二控制模型下的电动缸处于随动状态，在同一半运动周期内，不同控制模型下的电动缸的实际伸长量、实际伸长速度大小相同方向相反。
[0078]
上述实施例所提供的电动缸协同控制装置在实现时，具有和上述实施例的电动缸协同控制方法相同的有益效果，本发明在此不再赘述。
[0079]
参照图11所示，本发明的实施例还提供了一种设备，包括：
[0080]
存储器1101和处理器1102；
[0081]
存储器1101，用于存储程序；
[0082]
处理器1102，用于执行程序，实现如上实施例所述的电动缸协同控制方法的各个步骤。
[0083]
本发明上述实施例所提供的电动缸协同控制方法、装置和设备，可实现两侧电动缸随加载波形的不同而随时改变控制模式，实现一侧输出力进行运动，另一侧则不输出力进行随动的轮换控制效果，且两电动缸共用一个位置传感器降低了成本，弥补了系统结构件加工及装配误差所带来的左右电动缸伸长量不一致易损坏设备的缺陷。
[0084]
对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
[0085]
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0086]
本发明各实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减，各实施例中记载的技术特征可以进行替换或者组合。
[0087]
本发明各实施例种装置及终端中的模块和子模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
[0088]
本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的终端，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的终端实施例仅仅是示意性的，例如，模块或子模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个子模块或模块可以结合或者可以集成到另一个模块，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0089]
作为分离部件说明的模块或子模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块或子模块的部件可以是或者也可以不是物理模块或子模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块或子模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块或子模块来实现本实施例方案的目的。
[0090]
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或子模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块或子模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块或子模块集成在一个模块中。上述集成的模块或子模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块或子模块的形式实现。
[0091]
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0092]
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件单元，或者二者的结合来实施。软件单元可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
[0093]
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0094]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的
一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：

1.一种电动缸协同控制方法，其特征在于，应用于刚性连接的两电动缸，用以实现两电动缸位移控制，包括：基于预设的位移载荷谱分别确定电动缸的控制模型，所述控制模型包括第一控制模型和第二控制模型，所述位移载荷谱表征有电动缸的运动周期、所述电动缸的目标位移量以及控制所述电动缸在第一控制模型和第二控制模型之间切换的波形信息；两所述电动缸在同一时刻处于不同的控制模型，所述第一控制模型基于电动缸的目标位移量、电动缸的实际伸长量输出一电动缸的目标伸长速度，根据采集到的电动缸的实际伸长速度、电动缸的目标伸长速度调节电动缸的伸长速度；所述第二控制模型基于目标加载力、实时采集的电动缸的实际加载力、电动缸的实际伸长量输出一电动缸的目标伸长速度，其中所述目标加载力为0，用以确保在第二控制模型下的电动缸处于随动状态，在同一半运动周期内，不同控制模型下的电动缸的实际伸长量、实际伸长速度大小相同方向相反。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：当所述电动缸从所述第一控制模型切出时，另一所述电动缸延迟一预设时间后再切入第一控制模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一控制模型和所述第二控制模型均包括：pid控制模型，其中所述第一控制模型包括第一pid控制模型，所述第二控制模型包括第二pid控制模型，所述第一pid控制模型的输入包括所述目标位移量和第一侧电动缸的实际伸长量，所述第一pid控制模型的输出包括所述第一电动缸的目标伸长速度；所述第二pid控制模型的输入包括第二侧电动缸的目标加载力和实际加载力，所述第二pid控制模型的输出包括所述第二电动缸目标伸长速度。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一控制模型包括：阻抗模型和第三pid控制模型，所述阻抗模型的输入包括所述目标位移量和所述第一侧电动缸的实际伸长量的差值，所述阻抗模型的输出包括加载力误差，所述第三pid控制模型的输入包括所述加载力误差，所述第三pid控制模型的输出包括所述第一电动缸的目标伸长速度。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二控制模型还包括：导纳控制模型，所述导纳控制模型的输入包括所述第二侧电动缸的目标加载力和所述实际加载力的差值以及所述第二侧电动缸实际伸长量，所述导纳控制模型的输出包括所述第二电动缸的目标伸长速度。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：基于第一pi控制模型对所述第一侧电动缸的伸长速度进行调节，所述第一pi控制模型输入包括所述第一侧电动缸的实际伸长速度和所述第一电动缸目标伸长速度，输出为第一电流值；基于第二pi控制模型对所述第二侧电动缸的伸长速度进行调节，所述第二pi控制模型的输入包括所述第二侧电动缸实际伸长速度和所述第二电动缸目标伸长速度，输出包括第二电流值。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：基于第四pid控制模型对所述第一侧电动缸的伸长速度进行调节，所述第四pid控制模型的输入包括所述第一侧电动缸的实际伸长速度和所述第一电动缸的目标伸长速度，输出
为第三电流值。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：基于第五pid控制模型对所述第二侧电动缸的伸长速度进行调节，所述第五pid控制模型的输入包括所述第二侧电动缸的实际伸长速度和所述第二电动缸目标伸长速度，输出为第四电流值。9.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述阻抗模型或所述导纳控制模型的表达式包括：其中，m
d
、b
d
、k
d
分别为惯性、阻尼和弹簧刚度系数；x
(d)
分别为期望的电动缸的伸长加速度、伸长速度和伸长位移；x
(t)
分别为实际的伸长加速度、伸长速度和伸长位移；f
(d)
、f
(a)
为期望的加载力和实际加载力；在阻抗模型中，输入为电动缸目标位移量和实际伸长量的差值，输出为电动缸的加载力误差；在导纳控制模型中，其输入为电动缸目标加载力和实际加载力的差值，输出为电动缸的期望速度，其中目标加载力f
(d)
恒为0。10.一种电动缸协同控制装置，其特征在于，包括：模型选择模块，用于基于预设的位移载荷谱分别确定电动缸的控制模型，所述控制模型包括第一控制模型和第二控制模型，所述位移载荷谱表征有电动缸的运动周期、所述电动缸的目标位移量以及控制所述电动缸在第一控制模型和第二控制模型之间切换的波形信息；以及模型适配模块，用于两所述电动缸在同一时刻处于不同的控制模型，所述第一控制模型基于电动缸的目标位移量、电动缸的实际伸长量输出一电动缸的目标伸长速度，根据采集到的电动缸的实际伸长速度、电动缸的目标伸长速度调节电动缸的伸长速度；所述第二控制模型基于目标加载力、实时采集的电动缸的实际加载力、电动缸的实际伸长量输出一电动缸的目标伸长速度，其中所述目标加载力为0，用以确保在第二控制模型下的电动缸处于随动状态，在同一半运动周期内，不同控制模型下的电动缸的实际伸长量、实际伸长速度大小相同方向相反。

技术总结

本发明提供了一种电动缸协同控制方法和装置，可以基于预设的位移载荷谱分别确定电动缸的控制模型，控制模型包括第一控制模型和第二控制模型，位移载荷谱表征有电动缸的运动周期、电动缸的目标位移量以及控制电动缸在第一控制模型和第二控制模型之间切换的波形信息。两电动缸在同一时刻处于不同的控制模型，第一控制模型基于电动缸的目标位移量、电动缸的实际伸长量输出一电动缸的目标伸长速度，根据采集到的电动缸的实际伸长速度、电动缸的目标伸长速度调节电动缸的伸长速度。第二控制模型基于目标加载力、实时采集的电动缸的实际加载力、电动缸的实际伸长量输出一电动缸的目标伸长速度，其中所述目标加载力为0，实现了电动缸的柔顺控制。的柔顺控制。的柔顺控制。