本发明涉及控制工程，尤其涉及一种双电机伺服系统的电机同步控制方法。
背景技术：
1、电机在现代化发展中起着十分重要的作用，用途也越来越广泛。目前，双电机协同控制技术还不成熟，比如双电机之间发生齿隙、摩擦以及其他未知扰动等情况时，会降低伺服系统的运行稳定性，甚至导致系统运行不稳定。另外，双电机伺服系统的负载转动惯量和负载转矩难以实时测量，延长了系统响应时间和并降低了系统控制精度。
2、现有双电机伺服系统的电机同步控制方法主要包括如下四种：1)反步控制方法：通过控制双电机系统的相位差，产生相反的响应，消除负载变化的影响，提高伺服系统的精度和稳定性。2)规定性能控制方法：通过控制两台电机的速度和位置，使其在规定时间内达到给定的性能指标，从而提高伺服系统的精度和稳定性。3)交叉耦合控制方法：通过控制两台电机的速度和位置，使其相互影响，从而实现更加精确地控制和提高伺服系统的稳定性。4)环形耦合控制方法：通过控制两台电机的速度和位置，使其形成一个闭环，从而实现更加精确的控制和提高伺服系统的稳定性。
3、反步控制方法最为常见，其优点是精度高、响应速度快、控制效果好，缺点是需要较高的计算量和控制器性能，且系统稳定性和抗干扰性较差。规定性能控制方法的优点是能够实现精确的位置和速度控制，提高系统的精度和稳定性，缺点是需要精确的模型和参数，且对系统的干扰和不确定性敏感。交叉耦合控制方法的优点是能够提高系统的稳定性和鲁棒性，实现精确的位置和速度控制，缺点是需要精确的参数和控制策略，且对系统干扰和不确定性过于敏感。环形耦合控制方法的优点是提高系统的响应速度和精度，适用于高速高精度的控制场合，缺点是需要精确的参数和控制策略，且容易受到电机参数变化和外部干扰的影响。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种双电机伺服系统的电机同步控制方法，用以解决现有技术未能同时实现高精度负载追踪与电机同步运行的问题。
2、本发明实施例提供了一种双电机伺服系统的电机同步控制方法，包括如下步骤：
3、s1.建立双电机负载跟踪模型，所述双电机负载跟踪模型的输入为系统输入扭矩，输出为电机角位置和负载角位置，并通过自带的漏斗控制器进行输出增益控制将每一输出的跟踪误差限定在相应的漏斗区域内；
4、s2.启动双电机伺服系统使两电机进入加速阶段，实时获取每一电机的q轴电流、d轴电流和编码器位置信息，得到系统输入扭矩；
5、s3.将所述系统输入扭矩输入双电机负载跟踪模型中，得到跟踪误差有界性的电机角位置和负载角位置；
6、s4.通过粒子群迭代算法不断优化上述双电机负载跟踪模型的输入，使两电机的平均位置误差、平均速度误差、误差函数相互一致，实现双电机伺服系统的电机同步控制。
7、上述技术方案的有益效果如下：提出一种双电机伺服系统基于漏斗控制器与粒子群迭代融合算法控制双电机同步的方案。该方法融合了漏斗函数与粒子群迭代算法，解决传统规定性能控制存在的奇异性问题，并且能够实现高阶多电机驱动系统的全阶跟踪误差规定性能收敛。同时，为了解决双电机同步控制问题，将粒子群算法进行优化控制偏差设计，实现双电机的同步运行。通过结合漏斗函数与粒子群迭代算法的优点，提高了系统的稳定性、准确性、鲁棒性，更好地满足实际生产需求。
8、基于上述方法的进一步改进，双电机负载跟踪模型包括双电机伺服系统模型、漏斗控制器模型、跟踪控制器模型和同步控制器模型；并且，
9、步骤s1进一步包括：
10、s11.建立双电机伺服系统模型，该模型的输入为系统输入扭矩，输出为电机角位置、电机角位置变化率、负载角位置、负载角位置变化率；
11、s12.建立漏斗控制器模型，作为双电机负载跟踪模型自带的漏斗控制器，所述漏斗控制器模型用于通过对每一输出的跟踪误差分别进行增益控制限定，使得该输出的跟踪误差始终保持在设定边界的漏斗区域内；
12、s13.建立跟踪控制器模型，所述跟踪控制器模型用于通过选择双电机伺服系统模型的输入以消除双电机伺服系统模型解算反步时存在的微分爆炸问题；
13、s14.建立同步控制器模型，所述同步控制器模型用于通过限定双电机伺服系统模型输出的电机角位置、电机角位置变化率使两电机的平均位置误差、平均速度误差、误差函数相互一致，使得双电机的转动频率相同。
14、进一步，步骤s11中，建立的双电机伺服系统模型包括：
15、
16、式中，[x1,x2,x3i,x4i]t为系统状态变量，θ1为负载角位置，为负载角位置的变化率，θmi为第i个电机的电机角位置，为第i个电机的电机角位置变化率，变量的上角标具有一个点表示该变量的一阶导，jmi为第i个电机的电机惯性，jm为电机惯性常数，j1为负载惯性，ui为第i个系统输入扭矩，u为系统输入扭矩之和，b1为负载粘性摩擦系统，bmi为第i个电机粘性摩擦系数，bm为电机粘性摩擦系数常数，k为扭矩系数，α为齿隙宽度，i＝1,2，dai为齿隙非线性项，f1、f2为非线性动力学参数，f2i为中间参数，x3为电机角位置之和，x4为电机角位置变化率之和。
17、进一步，步骤s11中建立的双电机伺服系统模型还包括如下假设：
18、假设一：系统状态变量的1、2、3阶导数均存在且有界；
19、假设二：非线性动力学参数f1、f2未知且有界，并通过下面公式组中的径向基神经网络得到非线性动力学参数f1、f2
20、
21、式中，w1和w2为理想权重矩阵，ε1为f1的近似误差，ε2i为f2i的的近似误差，φ1和φ2i为基函数，w1*、都是常数。
22、进一步，步骤s12中，建立的漏斗控制器模型包括：
23、
24、式中，t为时间，μ(t)为漏斗控制器的控制增益，z(t)为双电机伺服系统模型的输出的跟踪误差，f(t)为漏斗控制器的边界函数，表示边界函数f(t)的初值，e为常数，a为收敛速度，为时间t为无穷时边界函数f(t)值。
25、进一步，步骤s12中，建立的漏斗控制器模型包括：
26、
27、式中，ν1为漏斗控制器的控制增益，f为漏斗控制器的边界函数，z1为双电机伺服系统模型的输出的跟踪误差，变量的上角标具有一个点表示该变量的一阶导，xd为系统期望输出，l1为中间参数，表示边界函数f(t)的初值，z1(0)双电机伺服系统模型的初始输出的跟踪误差。
28、进一步，步骤13中，建立的跟踪控制器模型包括：
29、z1＝x1-xd
30、zn+1＝xn+1-sn(n＝1,2,3)
31、
32、式中，z1、zn+1均为中间变量，αn为虚拟控制信号，n＝1,2,3，αn(0)为虚拟控制信号的初始值，sn为低通滤波器的输出，sn(0)为低通滤波器的初始输出，λn为滤波时间常数，k1、k2、k3、k4为可调参数，k4＞0，为可调参数k2的估计误差，为可调参数k4的估计误差，φ1、φ2为基础函数。
33、进一步，步骤s14中，建立的同步控制器模型包括：
34、
35、式中，ui为第i个系统输入扭矩，es1为两电机的平均位置误差，es2为两电机的平均速度误差，es为误差函数值，r、ks为同步控制器参数，为w的估计，p为正设计参数，为φ2s的转置矩阵，φ2s为神经网络基函数的估计误差，σ为齿隙非线性部分的函数，w2为系统中的未知非线性项。
36、进一步，步骤s2包括如下子步骤：
37、s21.启动双电机伺服系统的两电机，使两电机进入加速阶段；
38、s21.获取每一电机的q轴电流、d轴电流和编码器位置信息，舍弃该电机刚启动时速度100r/min以下的爬行数据并获取连续的离散点数据；
39、s23.根据步骤s2获取的q轴电流、d轴电流和编码器位置信息得到加速阶段各时刻的系统输入扭矩，建立双电机伺服系统模型输入的数据集合。
40、进一步，步骤s3得到加速阶段各时刻的跟踪误差有界性的电机角位置和负载角位置，步骤s4包括如下子步骤：
41、s41.初始化粒子群迭代算法的粒子个体数、离散点数、数据组数、估计值的区间、收敛的迭代次数；
42、s42.初始化各粒子的转动惯量估计值和负载转矩估计值；
43、s43.将获取的加速阶段各时刻的跟踪误差有界性的电机角位置和负载角位置带入适应度函数，更新粒子的适应度值；
44、s44.更新粒子位置、速度、学习因子和惯性权重，比较每一粒子的当前时段与前一时段的适应度值，设置个体极值和全局极值；
45、s45.识别粒子群的当前时段的全局极值是否达到收敛，若是，输出当前时刻的电机角位置和负载角位置，作为两电机平均位置误差、平均速度误差、误差函数电机均一致的电机角位置和负载角位置跟踪结果。
46、提供
技术实现要素：
部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。发明内容部分无意标识本发明的重要特征或必要特征，也无意限制本发明的范围。
1.一种双电机伺服系统的电机同步控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的双电机伺服系统的电机同步控制方法，其特征在于，双电机负载跟踪模型包括双电机伺服系统模型、漏斗控制器模型、跟踪控制器模型和同步控制器模型；并且，
3.根据权利要求2所述的双电机伺服系统的电机同步控制方法，其特征在于，步骤s11中，建立的双电机伺服系统模型包括：
4.根据权利要求3所述的双电机伺服系统的电机同步控制方法，其特征在于，步骤s11中建立的双电机伺服系统模型还包括如下假设：
5.根据权利要求4所述的双电机伺服系统的电机同步控制方法，其特征在于，步骤s12中，建立的漏斗控制器模型包括：
6.根据权利要求4所述的双电机伺服系统的电机同步控制方法，其特征在于，步骤s12中，建立的漏斗控制器模型包括：
7.根据权利要求6所述的双电机伺服系统的电机同步控制方法，其特征在于，步骤13中，建立的跟踪控制器模型包括：
8.根据权利要求7所述的双电机伺服系统的电机同步控制方法，其特征在于，步骤s14中，建立的同步控制器模型包括：
9.根据权利要求1-8任一项所述的双电机伺服系统的电机同步控制方法，其特征在于，步骤s2进一步包括如下子步骤：
10.根据权利要求1-8任一项所述的双电机伺服系统的电机同步控制方法，其特征在于，步骤s3得到加速阶段各时刻的跟踪误差有界性的电机角位置和负载角位置，步骤s4进一步包括如下子步骤：
