电机同步系统、方法、装置、电子设备及介质

技术领域

本发明涉及电机同步伺服控制领域，尤其涉及一种电机同步系统、方法、装置、电子设备及介质。

背景技术

面向大负载载重平台对象系统具备如下特性：一，系统负载惯性较大，容易导致相位滞后；二，电机系统驱动能力有限，在强扰动情况下容易引起振荡；三，存在机械变形，针对上述问题，无法从根本上解决四套电机的同步控制问题，尤其是在大负载、强扰动、高精度下无法获得系统高品质与稳定的鲁棒性。

发明内容

本发明提供一种电机同步系统、方法、装置、电子设备及介质，用以解决现有技术无法实现多电机同步的技术问题，提供了一种基于交叉耦合电机组的电机同步方案。

第一方面，本发明提供了一种电机同步系统，包括：第一交叉耦合电机组以及第二交叉耦合电机组，每个交叉耦合电机组包括两个电机伺服组，任一电机伺服组通过外环编码器连接角度交叉耦合差分器；

所述电机伺服组包括差分器、低通滤波器、信号叠加器、伺服驱动器以及电机；

所述差分器连接所述低通滤波器，所述低通滤波器连接所述信号叠加器，所述信号叠加器连接所述伺服驱动器，所述伺服驱动器连接所述电机；

其中，所述电机包括内环编码器，所述内环编码器连接所述差分器，所述角度交叉耦合差分器连接所述信号叠加器。

根据本发明提供的电机同步系统，所述第一交叉耦合电机组包括第一电机伺服组以及第二电机伺服组；

所述第一电机伺服组通过第一外环编码器连接第一角度交叉耦合差分器；

所述第二电机伺服组通过第二外环编码器连接所述第一角度交叉耦合差分器。

根据本发明提供的电机同步系统，所述第一电机伺服组包括第一差分器、第一低通滤波器、第一信号叠加器、第一伺服驱动器以及第一电机；

所述第一差分器连接所述第一低通滤波器，所述第一低通滤波器连接所述第一信号叠加器，所述第一信号叠加器连接所述第一伺服驱动器，所述第一伺服驱动器连接所述第一电机；

其中，所述第一电机包括第一内环编码器，所述第一内环编码器连接所述第一差分器，所述第一角度交叉耦合差分器连接所述第一信号叠加器。

根据本发明提供的电机同步系统，所述第二电机伺服组包括第二差分器、第二低通滤波器、第二信号叠加器、第二伺服驱动器以及第二电机；

所述第二差分器连接所述第二低通滤波器，所述第二低通滤波器连接所述第二信号叠加器，所述第二信号叠加器连接所述第二伺服驱动器，所述第二伺服驱动器连接所述第二电机；

其中，所述第二电机包括第二内环编码器，所述第二内环编码器连接所述第二差分器，所述第一角度交叉耦合差分器连接所述第二信号叠加器。

根据本发明提供的电机同步系统，所述第二交叉耦合电机组包括第三电机伺服组以及第四电机伺服组；

所述第三电机伺服组通过第三外环编码器连接第二角度交叉耦合差分器；

所述第四电机伺服组通过第四外环编码器连接所述第二角度交叉耦合差分器。

根据本发明提供的电机同步系统，所述第三电机伺服组包括第三差分器、第三低通滤波器、第三信号叠加器、第三伺服驱动器以及第三电机；

所述第三差分器连接所述第三低通滤波器，所述第三低通滤波器连接所述第三信号叠加器，所述第三信号叠加器连接所述第三伺服驱动器，所述第三伺服驱动器连接所述第三电机；

其中，所述第三电机包括第三内环编码器，所述第三内环编码器连接所述第三差分器，所述第二角度交叉耦合差分器连接所述第三信号叠加器。

根据本发明提供的电机同步系统，所述第四电机伺服组包括第四差分器、第四低通滤波器、第四信号叠加器、第四伺服驱动器以及第四电机；

所述第四差分器连接所述第四低通滤波器，所述第四低通滤波器连接所述第四信号叠加器，所述第四信号叠加器连接所述第四伺服驱动器，所述第四伺服驱动器连接所述第四电机；

其中，所述第四电机包括第四内环编码器，所述第四内环编码器连接所述第四差分器，所述第二角度交叉耦合差分器连接所述第四信号叠加器。

第二方面，提供了一种电机同步方法，包括：

根据输入指令驱动两组交叉耦合电机组转动；

针对每组交叉耦合电机组，重复执行如下步骤：

针对每组交叉耦合电机组中的任一电机，根据所述电机的当前转动角度以及所述输入指令的初始角度确定当前角度差值；

根据所述当前角度差值以及角度校正参数确定校正后角度差值；

根据所述校正后角度差值以及转速期望值确定电机驱动信号，以根据所述电机驱动信号驱动所述电机转动；

直至满足预设条件后，获取每组交叉耦合电机组中所有电机的目标驱动信号，以根据所述目标驱动信号实现所有电机的驱动同步；

所述角度校正参数是根据每一交叉耦合电机组中，两个电机所对应的上轮转动角度确定的；

所述上轮转动角度是根据上一轮电机驱动信号驱动电机后所确定的转动角度。

根据本发明提供的电机同步方法，所述根据所述当前角度差值以及角度校正参数确定校正后角度差值，包括：

获取第一电机的第一上轮转动角度，获取第二电机的第二上轮转动角度；

根据所述第一上轮转动角度以及所述第二上轮转动角度的差值确定角度校正参数；

根据第一电机的当前角度差值以及所述角度校正参数确定第一电机的校正后角度差值，根据第二电机的当前角度差值以及所述角度校正参数确定第二电机的校正后角度差值。

第三方面，提供了一种电机同步装置，包括：

驱动单元：用于根据输入指令驱动两组交叉耦合电机组转动；

重复单元：用于针对每组交叉耦合电机组，重复执行如下步骤：

针对每组交叉耦合电机组中的任一电机，根据所述电机的当前转动角度以及所述输入指令的初始角度确定当前角度差值；

根据所述当前角度差值以及角度校正参数确定校正后角度差值；

根据所述校正后角度差值以及转速期望值确定电机驱动信号，以根据所述电机驱动信号驱动所述电机转动；

获取单元：用于直至满足预设条件后，获取每组交叉耦合电机组中所有电机的目标驱动信号，以根据所述目标驱动信号实现所有电机的驱动同步；

所述角度校正参数是根据每一交叉耦合电机组中，两个电机所对应的上轮转动角度确定的；

所述上轮转动角度是根据上一轮电机驱动信号驱动电机后所确定的转动角度。

第四方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述电机同步方法。

第五方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述电机同步方法。

本发明提供了一种电机同步系统、方法、装置、电子设备及介质，本发明通过将四套电机设为第一交叉耦合电机组以及第二交叉耦合电机组，而每个交叉耦合电机组包括两个电机伺服组，任一电机伺服组通过外环编码器连接角度交叉耦合差分器，通过将差分器连接低通滤波器，低通滤波器连接信号叠加器，信号叠加器连接伺服驱动器，伺服驱动器连接所述电机，通过电机的内环编码器连接差分器，角度交叉耦合差分器连接信号叠加器，从而能够对四个电机转动角度相互之间的角度偏差进行耦合补偿，并消除周期性扰动下的偏差，从而高效提升角度重复控制精度，保证在存在外部扰动和机械结构非线性等不确定因素的影响下，实现对周期性参考输入信号的精确跟踪、对周期性扰动的抑制，以及对电机的同步协调控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的电机同步系统的结构示意图之一；

图2是本发明提供的电机同步系统的结构示意图之二；

图3是本发明提供的低通滤波器的设计示意图；

图4是本发明提供的电机伺服组的设计示意图；

图5是本发明提供的交叉耦合控制系统结构图；

图6是本发明提供的电机同步方法的流程示意图；

图7是本发明提供的确定校正后角度差值的流程示意图；

图8是本发明提供的电机同步装置的结构示意图；

图9是本发明提供的电子设备的结构示意图；

附图标记：

1：第一交叉耦合电机组；2：第二交叉耦合电机组；

3：电机伺服组；4：外环编码器；5：角度交叉耦合差分器；

31：差分器；32：低通滤波器；33：信号叠加器；

34：伺服驱动器；35：电机；351：内环编码器；

11：第一电机伺服组；12：第二电机伺服组；

13：第一外环编码器；14：第一角度交叉耦合差分器；

15：第二外环编码器；111：第一差分器；

112：第一低通滤波器；113：第一信号叠加器；

114：第一伺服驱动器；115：第一电机；1151：第一内环编码器；

121：第二差分器；122：第二低通滤波器；

123：第二信号叠加器；124：第二伺服驱动器；125：第二电机；

1251：第二内环编码器；21：第三电机伺服组；

22：第四电机伺服组；23：第三外环编码器；

24：第二角度交叉耦合差分器；25：第四外环编码器；

211：第三差分器；212：第三低通滤波器；

213：第三信号叠加器；214：第三伺服驱动器；215：第三电机；

2151：第三内环编码器；221：第四差分器；

222：第四低通滤波器；223：第四信号叠加器；

224：第四伺服驱动器；225：第四电机；2251：第四内环编码器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。

电机同步控制系统与其他形式的同步控制系统，例如，液压同步系统相比，其优势体现在操作方便、易于控制、结构简单并且非常适合响应要求高的应用场合。因此，在越来越多的金属加工设备、冶金机械、工程机械及驱动装置中，为了实现快速响应驱动，通常采用双电机甚至多电机协同工作，应运而生的是对于高精度同步控制技术的迫切需要。

同步控制一直以来受到广泛的关注，但高精度的同步控制仍然没有得到真正的解决。主要原因如下：大负载、非线性扰动、电机的摩擦力、电机系统制造精度，除上述的各因素之外，再加上在多个电机同时驱动一个负载时，负载的不平衡性、电机的泄露、多个电机之间的耦合作用等等因素，使得电机同步系统成为一个典型的非线性、时变的控制系统。

本发明旨在针对四套电机协同工作的情况，提供了一种能够实现四套电机角度伺服链路的同步控制系统，通过系统中各部件的设置以及各部件的关联连接，解决上述大负载强扰动系统存在的一系列同步控制问题，图1是本发明提供的电机同步系统的结构示意图之一，本发明提供了一种电机同步系统，包括：第一交叉耦合电机组1以及第二交叉耦合电机组2，每个交叉耦合电机组包括两个电机伺服组3，任一电机伺服组3通过外环编码器4连接角度交叉耦合差分器5，本发明中的电机同步系统，为四个电机为一个系统的整体，设电机a、电机b、电机c以及电机d，则交叉耦合电机组即为任意两个电机所组成的电机组，例如，第一交叉耦合电机组1为电机a与电机b的组合，则第二交叉耦合电机组2为电机c与电机d的组合，又例如，若第一交叉耦合电机组1为电机a与电机c的组合，则第二交叉耦合电机组2为电机b与电机d的组合，还例如，若第一交叉耦合电机组1为电机a与电机d的组合，则第二交叉耦合电机组2为电机b与电机c的组合。

所述电机伺服组为多个模块连接所构成的组合，本发明为了方便描述，定义每一电机的角度伺服链路为一组，则每个交叉耦合电机组包括两个电机伺服组3，例如，若第一交叉耦合电机组1为电机a与电机d的组合，则电机a与电机d分别对应一个电机伺服组3。外环编码器4的一端连接电机伺服组，另一端连接角度交叉耦合差分器5。

所述电机伺服组3包括差分器31、低通滤波器32、信号叠加器33、伺服驱动器34以及电机35，如图1所示，所述差分器31、低通滤波器32、信号叠加器33、伺服驱动器34以及电机35从左至右依次排列，而在实际连接组合过程中，其各个部件的方位可以改变，但连接关系不变，具体地，所述差分器31连接所述低通滤波器32，所述低通滤波器32连接所述信号叠加器33，所述信号叠加器33连接所述伺服驱动器34，所述伺服驱动器34连接所述电机35，其中，所述电机35包括内环编码器351，所述内环编码器351连接所述差分器31，所述角度交叉耦合差分器5连接所述信号叠加器33。

本发明提供了一种电机同步系统、方法、装置、电子设备及介质，本发明通过将四套电机设为第一交叉耦合电机组以及第二交叉耦合电机组，而每个交叉耦合电机组包括两个电机伺服组，任一电机伺服组通过外环编码器连接角度交叉耦合差分器，通过将差分器连接低通滤波器，低通滤波器连接信号叠加器，信号叠加器连接伺服驱动器，伺服驱动器连接所述电机，通过电机的内环编码器连接差分器，角度交叉耦合差分器连接信号叠加器，从而能够对四个电机转动角度相互之间的角度偏差进行耦合补偿，并消除周期性扰动下的偏差，从而高效提升角度重复控制精度，保证在存在外部扰动和机械结构非线性等不确定因素的影响下，实现对周期性参考输入信号的精确跟踪、对周期性扰动的抑制，以及对电机的同步协调控制。

图2是本发明提供的电机同步系统的结构示意图之二，图2是在图1的基础上所示出的可选实施方案，即进一步地公开了电机同步系统中部件间的上下位关系，各个部件的方位、连接关系等等，本发明将通过对所述第一交叉耦合电机组1以及所述第二电机伺服组12进行拆分，第一交叉耦合电机组1以及所述第二电机伺服组12具有相同的部件结构以及部件连接，具体地：

所述第一交叉耦合电机组1包括第一电机伺服组11以及第二电机伺服组12，所述第一电机伺服组11通过第一外环编码器13连接第一角度交叉耦合差分器14，所述第二电机伺服组12通过第二外环编码器15连接所述第一角度交叉耦合差分器14，在本发明中，所述第一电机伺服组11配置有一个第一外环编码器13，连接第一角度交叉耦合差分器14，所述第二电机伺服组12配置有一个第二外环编码器15连接所述第一角度交叉耦合差分器14，所述第一外环编码器13设置在所述第一电机伺服组11外部，所述第二外环编码器15设置在所述第二电机伺服组12外部。

可选地，所述第一电机伺服组11包括第一差分器111、第一低通滤波器112、第一信号叠加器113、第一伺服驱动器114以及第一电机115，所述第一差分器111通讯连接所述第一低通滤波器112，所述第一低通滤波器112通讯连接所述第一信号叠加器113，所述第一信号叠加器113通讯连接所述第一伺服驱动器114，所述第一伺服驱动器114通讯连接所述第一电机115；其中，所述第一电机115包括第一内环编码器1151，所述第一内环编码器1151可选地设置在所述第一电机115内部，所述第一内环编码器1151通讯连接所述第一差分器111，所述第一角度交叉耦合差分器14通讯连接所述第一信号叠加器113，所述第一电机115连接负载。

可选地，所述第二电机伺服组12包括第二差分器121、第二低通滤波器122、第二信号叠加器123、第二伺服驱动器124以及第二电机125，所述第二差分器121通讯连接所述第二低通滤波器122，所述第二低通滤波器122通讯连接所述第二信号叠加器123，所述第二信号叠加器123通讯连接所述第二伺服驱动器124，所述第二伺服驱动器124通讯连接所述第二电机125，其中，所述第二电机125包括第二内环编码器1251，所述第二内环编码器1251可选地设置在所述第二电机125内部，所述第二内环编码器1251通讯连接所述第二差分器121，所述第一角度交叉耦合差分器14通讯连接所述第二信号叠加器123，所述第二电机125连接负载。

可选地，所述第二交叉耦合电机组2中各个部件间的方位、结构、连接与所述第一交叉耦合电机组1相似，所述第二交叉耦合电机组2包括第三电机伺服组21以及第四电机伺服组22，在本发明中，所述第三外环编码器23设置在所述第三电机伺服组21的外部，所述第三电机伺服组21通过第三外环编码器23通讯连接第二角度交叉耦合差分器24，所述第四外环编码器25设置在所述第四电机伺服组22的外部，所述第四电机伺服组22通过第四外环编码器25通讯连接所述第二角度交叉耦合差分器24。

可选地，所述第三电机伺服组21包括第三差分器211、第三低通滤波器212、第三信号叠加器213、第三伺服驱动器214以及第三电机215，所述第三差分器211通讯连接所述第三低通滤波器212，所述第三低通滤波器212通讯连接所述第三信号叠加器213，所述第三信号叠加器213通讯连接所述第三伺服驱动器214，所述第三伺服驱动器214通讯连接所述第三电机215，其中，所述第三电机215包括第三内环编码器2151，所述第三内环编码器2151设置在所述第三电机215的内部，所述第三内环编码器2151通讯连接所述第三差分器211，所述第二角度交叉耦合差分器24通讯连接所述第三信号叠加器213，所述第三电机215连接负载。

可选地，所述第四电机伺服组22包括第四差分器221、第四低通滤波器222、第四信号叠加器223、第四伺服驱动器224以及第四电机225，所述第四差分器221通讯连接所述第四低通滤波器222，所述第四低通滤波器222通讯连接所述第四信号叠加器223，所述第四信号叠加器223通讯连接所述第四伺服驱动器224，所述第四伺服驱动器224通讯连接所述第四电机225，其中，所述第四电机225包括第四内环编码器2251，所述第四内环编码器2251设置在所述第四电机225内部，所述第四内环编码器2251通讯连接所述第四差分器221，所述第二角度交叉耦合差分器24通讯连接所述第四信号叠加器223，所述第四电机225连接负载。

图6是本发明提供的电机同步方法的流程示意图，本发明公开了一种电机同步方法，包括：

根据输入指令驱动两组交叉耦合电机组转动；

针对每组交叉耦合电机组，重复执行如下步骤：

针对每组交叉耦合电机组中的任一电机，根据所述电机的当前转动角度以及所述输入指令的初始角度确定当前角度差值；

根据所述当前角度差值以及角度校正参数确定校正后角度差值；

根据所述校正后角度差值以及转速期望值确定电机驱动信号，以根据所述电机驱动信号驱动所述电机转动；

直至满足预设条件后，获取每组交叉耦合电机组中所有电机的目标驱动信号，以根据所述目标驱动信号实现所有电机的驱动同步；

所述角度校正参数是根据每一交叉耦合电机组中，两个电机所对应的上轮转动角度确定的；

所述上轮转动角度是根据上一轮电机驱动信号驱动电机后所确定的转动角度。

在步骤101中，根据输入指令驱动两组交叉耦合电机组转动，所述输入指令包括驱动四个电机动作的指示信号，用于驱动电机运动，所述输入指令中还包括期望的初始电机转动角度，即输入指令的初始角度，本发明的电机同步系统通过接收到所述输入指令，驱动两组交叉耦合电机组中的四个电机转动。

由于本发明是在重复控制的过程中，根据实时所接收到的各交叉耦合电机组中的角度偏差进行各电机间的耦合补偿，故本发明的核心在于在同步的过程中消除周期性扰动偏差，实现各电机的同步协调控制，故针对每组交叉耦合电机组，重复执行如下步骤：

在步骤102中，针对每组交叉耦合电机组中的任一电机，根据所述电机的当前转动角度以及所述输入指令的初始角度确定当前角度差值，所述电机的当前转动角度是根据每个电机内部自带的内环编码器而确定的，所述电机的当前转动角度不仅仅指代在执行输入指令后电机驱动动作后所获取的转动角度，还包括在每次对电机驱动进行同步补偿后，电机动作状态下的转动角度，所述输入指令的初始角度是根据所述输入指令确定的，即根据所述输入指令的初始角度与每一阶段中电机的当前转动角度的差值，确定当前角度差值，可选地，确定当前角度差值是根据每个电机伺服组中的差分器来实现的。

在步骤103中，根据所述当前角度差值以及角度校正参数确定校正后角度差值，所述角度校正参数是根据每一交叉耦合电机组中，两个电机所对应的上轮转动角度确定的，所述上轮转动角度是根据上一轮电机驱动信号驱动电机后所确定的转动角度，所述上轮转动角度是根据各电机伺服组中的外环编码器来确定的，所述角度校正参数是根据每一交叉耦合电机组中，用于计算两个电机伺服组中的角度偏差而设置的角度交叉耦合差分器而确定的，具体地，根据两个电机所对应的上轮转动角度的差值确定所述角度校正参数，并将所述角度校正参数以及所述当前角度差值进行信号叠加，可选地，可以采用加权算法进行信号叠加处理，进而确定所述校正后角度差值。

可选地，为了使得系统能够通过自身的学习来改善跟踪精度，最终实现无稳态误差跟踪任意周期目标输入信号，本发明在系统中嵌入一个输入信号的内部模型，如图3所示，图3是本发明提供的低通滤波器的设计示意图，其中，e(t)为所述当前角度差值，q(s)表示的是低通滤波器，e为自然底数，L为时滞系数，设为参考输入信号的周期，v(t)为经过低通滤波器后的信号，在将当前角度差值输入至低通滤波器后，输出经过低通滤波器后差值信号，并根据所述经过低通滤波器后差值信号以及角度校正参数确定校正后角度差值。

在步骤104中，根据所述校正后角度差值以及转速期望值确定电机驱动信号，以根据所述电机驱动信号驱动所述电机转动，本发明根据各个电机伺服组中的伺服驱动器确定电机驱动信号，如图4所示，图4是本发明提供的电机伺服组的设计示意图，在图4中，r(t)为周期性的参考输入信号，即本发明中的初始角度，y(t)为系统输出结果，即所述电机的当前转动角度，e(t)为r(t)与实际输出值y(t)的偏差,即当前角度差值，C(s)为信号叠加器，G(s)为伺服驱动器。

其中，C

其中，式(1)中，q(s)表示的是低通滤波器，e为自然底数，L为时滞系数。

重复控制器的设计包括两个部分，低通滤波器以及伺服驱动器。重复控制器的设计问题就是设计低通滤波器q(s)以及伺服驱动器G(s)使得：(I+G(s)C(s))

‖q(s)(I+G(s)C(s))

式(2)中，q(s)表示的是低通滤波器，G(s)为伺服驱动器，C(s)为信号叠加器。

可选地，在本发明中，接收四个电机转轴反馈的角度信息后，根据相互交叉的两个电机之间的角度偏差，伺服驱动器根据所述当前角度差值以及角度校正参数确定校正后角度差值，得出两个电机的转速驱动修正量。具体地，本发明将4个电机分为2组，分别对2组电机输入主令参考式正弦信号，即幅值大小相等、方向相同的正弦信号，因此，同组的2个电机可采用交叉耦合控制方式来实现同步协调控制，图5是本发明提供的交叉耦合控制系统结构图，交叉耦合控制的特点是将速度或者位置信号进行比较作差，将差值作为系统反馈信号，并将该反馈信号叠加至每个电机的重复控制器上进行补偿，减小同步误差，双链路协同缩小同步控制偏差，所述伺服驱动器从转速期望值中减去转速反馈值，求出位置偏差，并采用控制算法PID求出电机驱动信号，可以参考如下公式：

式(3)中，U(i)为输出量，T为采样时间间隔，Kp为积分系数，Ti为积分时间常数，Td为微分时间常数，e(i)为各电机转速期望值与转速检测值偏差，伺服驱动器基于上述速度期望值与差分求取的速度值，求出速度偏差，并采用PID控制算法进行速度闭环处理，求出电机驱动信号，从而实现对垂荡电机的驱动控制。

在步骤105中，直至满足预设条件后，获取每组交叉耦合电机组中所有电机的目标驱动信号，以根据所述目标驱动信号实现所有电机的驱动同步，所述预设条件可以为预设次数，也可以是四个电机中两两电机的当前转动角度的差值均小于预设阈值，即表示此时已完成了所有电机的电机同步，此时，获取每组交叉耦合电机组中所有电机的目标驱动信号，并根据每一电机的目标驱动信号驱动所述电机转动。

本发明为了解决四套电机驱动时无法同步协调控制的技术问题，提供一种多电机主令参考式交叉耦合重复控制系统及方法，用于实现四套电机角度伺服链路的同步控制，可选地，本发明所提供的系统及方案能够应用于大负载强扰动阵风模拟系统，所述大负载强扰动阵风模拟系统可以由四套独立的电机角度伺服链路的同步控制来制造模型试验所需的阵风试验环境。

本发明能够根据各编码器测得的四个电机转动角度相互之间的角度偏差进行耦合补偿，消除周期性扰动下的偏差，从而高效提升角度重复控制精度。本发明采用改进型重复控制算法，依据电机角度偏差计算出各电机角度控制量，所述伺服驱动器为电机转速控制器，所述伺服驱动器采用PID控制算法依据各电机角度控制量计算各电机转速控制量，本发明还能够在接收四个电机转轴反馈的角度信息后，根据相互交叉的两个电机之间的角度偏差，得出两个电机的转速驱动修正量。

具体地，首先检测各电机转动角度，然后在接收四个电机转轴反馈的角度信息后，根据相互交叉的两个电机之间的角度偏差，得出两个电机的转速驱动修正量，根据主令式角度控制指令，引入一种学习机制，通过自身的学习来改善跟踪精度，最终输出电机转速控制指令；伺服驱动器根据所输出的电机转速控制指令、以及转速驱动修正量，最终实现电机转速闭环驱动。可选地，本发明首先检索转动角度，然后根据外环转动角度闭环控制，根据外环重复控制器修正后，检测转速，经过内环转速闭环控制，根据主令参考式交叉耦合补偿，并根据伺服驱动器的信号输出，最终驱动电机。

本发明提供了一种电机同步系统、方法、装置、电子设备及介质，本发明通过将四套电机设为第一交叉耦合电机组以及第二交叉耦合电机组，而每个交叉耦合电机组包括两个电机伺服组，任一电机伺服组通过外环编码器连接角度交叉耦合差分器，通过将差分器连接低通滤波器，低通滤波器连接信号叠加器，信号叠加器连接伺服驱动器，伺服驱动器连接所述电机，通过电机的内环编码器连接差分器，角度交叉耦合差分器连接信号叠加器，从而能够对四个电机转动角度相互之间的角度偏差进行耦合补偿，并消除周期性扰动下的偏差，从而高效提升角度重复控制精度，保证在存在外部扰动和机械结构非线性等不确定因素的影响下，实现对周期性参考输入信号的精确跟踪、对周期性扰动的抑制，以及对电机的同步协调控制。

图7是本发明提供的确定校正后角度差值的流程示意图，所述根据所述当前角度差值以及角度校正参数确定校正后角度差值，包括：

获取第一电机的第一上轮转动角度，获取第二电机的第二上轮转动角度；

根据所述第一上轮转动角度以及所述第二上轮转动角度的差值确定角度校正参数；

根据第一电机的当前角度差值以及所述角度校正参数确定第一电机的校正后角度差值，根据第二电机的当前角度差值以及所述角度校正参数确定第二电机的校正后角度差值。

在步骤1031中，根据第一内环编码器获取第一电机的第一上轮转动角度，根据第二内环编码器获取第二电机的第二上轮转动角度，所述第一内环编码器是设置在所述第一电机内部，用于实现转动角度获取的编码器，所述第二内环编码器是设置在所述第二电机内部，用于实现转动角度获取的编码器。

在步骤1032中，根据所述第一上轮转动角度以及所述第二上轮转动角度的差值确定角度校正参数，在一个可选地实施例中，所述角度校正参数为所述第一上轮转动角度与所述第二上轮转动角度的差值的绝对值。

在步骤1033中，根据第一电机的当前角度差值以及所述角度校正参数确定第一电机的校正后角度差值，根据第二电机的当前角度差值以及所述角度校正参数确定第二电机的校正后角度差值，本发明可以根据加权比例算法，设置当前角度差值以及所述角度校正参数的权重数，进而根据两者乘以各自权重后的数值结果的和值，确定校正后角度差值。

图8是本发明提供的电机同步装置的结构示意图，本发明公开了一种电机同步装置，包括驱动单元81：用于根据输入指令驱动两组交叉耦合电机组转动，所述驱动单元81的工作原理可以参考前述步骤101，在此不予赘述。

所述电机同步装置还包括重复单元82：用于针对每组交叉耦合电机组，重复执行如下步骤：

针对每组交叉耦合电机组中的任一电机，根据所述电机的当前转动角度以及所述输入指令的初始角度确定当前角度差值；

根据所述当前角度差值以及角度校正参数确定校正后角度差值；

根据所述校正后角度差值以及转速期望值确定电机驱动信号，以根据所述电机驱动信号驱动所述电机转动，所述重复单元82的工作原理可以参考前述步骤102，在此不予赘述。

所述电机同步装置还包括获取单元83：用于直至满足预设条件后，获取每组交叉耦合电机组中所有电机的目标驱动信号，以根据所述目标驱动信号实现所有电机的驱动同步，所述获取单元83的工作原理可以参考前述步骤103，在此不予赘述。

所述角度校正参数是根据每一交叉耦合电机组中，两个电机所对应的上轮转动角度确定的；

所述上轮转动角度是根据上一轮电机驱动信号驱动电机后所确定的转动角度。

本发明提供了一种电机同步系统、方法、装置、电子设备及介质，本发明通过将四套电机设为第一交叉耦合电机组以及第二交叉耦合电机组，而每个交叉耦合电机组包括两个电机伺服组，任一电机伺服组通过外环编码器连接角度交叉耦合差分器，通过将差分器连接低通滤波器，低通滤波器连接信号叠加器，信号叠加器连接伺服驱动器，伺服驱动器连接所述电机，通过电机的内环编码器连接差分器，角度交叉耦合差分器连接信号叠加器，从而能够对四个电机转动角度相互之间的角度偏差进行耦合补偿，并消除周期性扰动下的偏差，从而高效提升角度重复控制精度，保证在存在外部扰动和机械结构非线性等不确定因素的影响下，实现对周期性参考输入信号的精确跟踪、对周期性扰动的抑制，以及对电机的同步协调控制。

图9是本发明提供的电子设备的结构示意图。如图9所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)910、通信接口(Communications Interface)920、存储器(memory)930和通信总线940，其中，处理器910，通信接口920，存储器930通过通信总线940完成相互间的通信。处理器910可以调用存储器930中的逻辑指令，以执行电机同步方法，该方法包括：根据输入指令驱动两组交叉耦合电机组转动；针对每组交叉耦合电机组，重复执行如下步骤：针对每组交叉耦合电机组中的任一电机，根据所述电机的当前转动角度以及所述输入指令的初始角度确定当前角度差值；根据所述当前角度差值以及角度校正参数确定校正后角度差值；根据所述校正后角度差值以及转速期望值确定电机驱动信号，以根据所述电机驱动信号驱动所述电机转动；直至满足预设条件后，获取每组交叉耦合电机组中所有电机的目标驱动信号，以根据所述目标驱动信号实现所有电机的驱动同步；所述角度校正参数是根据每一交叉耦合电机组中，两个电机所对应的上轮转动角度确定的；所述上轮转动角度是根据上一轮电机驱动信号驱动电机后所确定的转动角度。

此外，上述的存储器930中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的一种电机同步方法，该方法包括：根据输入指令驱动两组交叉耦合电机组转动；针对每组交叉耦合电机组，重复执行如下步骤：针对每组交叉耦合电机组中的任一电机，根据所述电机的当前转动角度以及所述输入指令的初始角度确定当前角度差值；根据所述当前角度差值以及角度校正参数确定校正后角度差值；根据所述校正后角度差值以及转速期望值确定电机驱动信号，以根据所述电机驱动信号驱动所述电机转动；直至满足预设条件后，获取每组交叉耦合电机组中所有电机的目标驱动信号，以根据所述目标驱动信号实现所有电机的驱动同步；所述角度校正参数是根据每一交叉耦合电机组中，两个电机所对应的上轮转动角度确定的；所述上轮转动角度是根据上一轮电机驱动信号驱动电机后所确定的转动角度。

又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的电机同步方法，该方法包括：根据输入指令驱动两组交叉耦合电机组转动；针对每组交叉耦合电机组，重复执行如下步骤：针对每组交叉耦合电机组中的任一电机，根据所述电机的当前转动角度以及所述输入指令的初始角度确定当前角度差值；根据所述当前角度差值以及角度校正参数确定校正后角度差值；根据所述校正后角度差值以及转速期望值确定电机驱动信号，以根据所述电机驱动信号驱动所述电机转动；直至满足预设条件后，获取每组交叉耦合电机组中所有电机的目标驱动信号，以根据所述目标驱动信号实现所有电机的驱动同步；所述角度校正参数是根据每一交叉耦合电机组中，两个电机所对应的上轮转动角度确定的；所述上轮转动角度是根据上一轮电机驱动信号驱动电机后所确定的转动角度。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。