本发明属于机电控制，具体涉及一种机电系统的协同控制方法及系统。
背景技术：
1、在测试装备领域中，时常需要对电机进行同步控制，以模拟多种实验场景。例如，模拟轨道车的行驶过程，需要尽量保持多个车轮同步转动，或者在轨道车拐弯时，需要两侧电机保持特定速度比例。
2、现有技术中，通过相同频率和脉冲数量的脉冲信号来对多个电机进行同步控制。但是在实际控制过程中，由于电机的制造质量差异、控制精度限制等原因，会逐渐无法保持同步或者特定速度比例，特别是在经过一段实验时间后，这种差异会被逐步放大，影响实验结果。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提供了一种机电系统的协同控制方法及系统。本发明旨在解决现有技术中电机协同控制容易产生误差的问题。
2、本发明提供了一种机电系统的协同控制方法，包括以下步骤：
3、s1.模拟轨道车的运行过程，并将模拟实验过程划分为多个控制周期；
4、模拟轨道车的运行过程：将底部设有多组车轮的轨道车放置在实验台架上，实验台架上侧转动连接有多组驱动轮，每个驱动轮分别与对应车轮的轮面接触，每个驱动轮都配套有一个电机，电机通过输出轴带动驱动轮转动，进而带动车轮转动，每个驱动轮的电机均连接至控制设备，控制设备通过输出脉冲信号控制电机转动，脉冲信号中每一个脉冲均能驱动电机转动对应的步距角，调节脉冲频率即可控制电机的转动速度；
5、s2.获取当前控制周期多个电机的累计转动量；
6、s3.选一个电机作基准电机，计算基准电机累计转动量与其他电机累计转动量的差值；
7、δr＝r-r'
8、式中，δr为差值；r为基准电机的累计转动量，r'为其他电机的累计转动量；
9、s4.确定当前控制周期的差值参考范围，将步骤s3所述的差值与当前控制周期的差值参考范围进行对比，并在任意一个其他电机的累计转动量与基准电机的累计转动量的差值不在当前控制周期的差值参考范围内时，将差值不在当前控制周期差值参考范围内的电机作为目标电机；
10、差值参考范围用于判定电机的协同转动误差是否扩大；
11、s5.在下一个控制周期，基于步骤s3所述的差值调整目标电机的控制信号，以使在下一个控制周期中，目标电机的累计转动量与基准电机的累计转动量的差值落入至下一个控制周期的差值参考范围，其中，所述控制信号为脉冲信号；
12、s6.将步骤s5的下一个控制周期作为当前控制周期，并回到步骤s2，循环往复，不断对电机进行调整，直至完成所有控制周期的协同控制。
13、进一步，所述步骤s1中，模拟实验的时长为2个小时，控制周期为5秒。
14、进一步，所述步骤s2中，利用光电编码器来追踪电机输出轴的转动量，所述光电编码器与控制设备电连接。
15、进一步，所述步骤s4中，确定当前控制周期的差值参考范围的步骤如下：
16、s4.1搭建与轨道车模拟运行实验一样的实验环境，多次在目标时间段内基于相同的控制信号同步控制电机对照组，并提取每个目标时间段后电机对照组的累计转动量的差值δri，i为目标时间段的次序；
17、s4.2计算多个累计转动量的差值δri的平均值a以及标准差σ，并基于所述平均值a以及标准差σ构建初始参考范围：其中，t1为控制周期的时长，t2为目标时间段的时长，n为比例参数；
18、s4.3在控制周期对应的多个电机模拟车体直线运动时，将初始参考范围作为控制周期的参考范围；
19、s4.4在控制周期对应的多个电机模拟车体弯道运动时，计算内侧轨道长度s内、外侧轨道的长度s外和轨道轮的周长s轮，并基于内侧轨道长度s内、外侧轨道的长度s外和轨道轮的周长s轮计算内外弯道转动差值δr内外，δr内外＝(s外-s内)/s轮；同侧车轮的电机对应的参考范围为初始参考范围，不同侧车轮的电机对应的参考范围为：
20、进一步，所述步骤s5包括以下子步骤：
21、s5.1确定目标电机的步距角γ；
22、所述步距角γ为控制信号中一个脉冲对应的电机转动角度；
23、s5.2基于目标电机的步距角γ和步骤s3所述的差值δr确定脉冲的调整数量x，x＝δr/γ；
24、s5.3基于脉冲的调整数量x对目标电机的控制信号进行调整；
25、当差值为正时，调整数量x为增加量，即，将下一个控制周期的控制信号的脉冲数量调整为ceil(n+x)或者floor(n+x)；
26、当差值为负时，调整数量x为减少量，即，将下一个控制周期的控制信号的脉冲数量调整为ceil(n-x)或者floor(n-x)；
27、其中，ceil()表示向上取整数，floor()表示向下取整数。
28、进一步，一种机电系统的协同控制系统，包括：
29、获取模块：用于获取各控制周期各电机的累计转动量；
30、求差模块：用于计算基准电机累计转动量与其他电机累计转动量的差值；
31、标定模块：用于将求差模块计算得到的差值与当前控制周期对应的差值参考范围进行对比，并将差值不在当前控制周期差值参考范围内的电机作为目标电机；
32、调整模块：用于在下一个控制周期，基于求差模块计算得到的差值调整目标电机的控制信号，以使得在下一个控制周期中，目标电机的累计转动量与基准电机的累计转动量的差值落入至下一个控制周期的差值参考范围。
33、有益效果：
34、本发明提供了一种机电系统的协同控制方法及系统，将模拟轨道车行驶过程划分为多个控制周期，在每个控制周期内对所有其他电机和基准单机的实际转动量进行求差，得到差值。然后在差值大于第一阈值时，在下一个控制周期对目标电机的控制信号进行调整，以调整目标电机在下一个控制周期的转动量。因此可以在多个控制周期内将其他电机尽量保持与基准电机同步转动或者协同转动。由于每个控制周期的时间较短，因此，本申请可以有效保持电机的协同运转，在长时间实验过程中，也不会扩大误差量。从而可以有效保证轨道车实验设备的准确度。
35、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究，对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
1.一种机电系统的协同控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种机电系统的协同控制方法，其特征在于：所述步骤s1中，模拟实验的时长为2个小时，控制周期为5秒。
3.根据权利要求1所述的一种机电系统的协同控制方法，其特征在于：所述步骤s2中，利用光电编码器来追踪电机输出轴的转动量，所述光电编码器与控制设备电连接。
4.根据权利要求1所述的一种机电系统的协同控制方法，其特征在于：所述步骤s4中，确定当前控制周期的差值参考范围的步骤如下：
5.根据权利要求4所述的一种机电系统的协同控制方法，其特征在于：所述步骤s5包括以下子步骤：
6.一种机电系统的协同控制系统，其特征在于，包括：
