[发明专利]考虑加速度的多永磁同步电机偏差耦合控制方法

说明书

本发明涉及多电机偏差耦合控制，为提出改进偏差耦合策略，比较得出各台电机的最小转速，让其他电机跟踪最低的转速，能较好地提升各台电机的同步性能。并且将各台电机的加速度考虑进去，让各台电机都以最大加速度进行加速，本发明采用的技术方案是，考虑加速度的多永磁同步电机偏差耦合控制方法，将i台电机作为整个系统考虑，比较得出i台电机的最小转速，让其他电机跟踪最低的转速；比较得出所有电机的最大加速度，让i台电机都以最大加速度进行加速；在多电机控制结构上使用考虑加速度的偏差耦合控制的基础上，单台电机使用积分滑模控制算法，最终实现电机偏差耦合控制。本发明主要应用于设计制造场合。

技术领域

本发明涉及考虑加速度的多电机偏差耦合控制方法，属于多电机速度协同控制领域。具体讲，涉及考虑加速度的多永磁同步电机偏差耦合控制方法。

背景技术

多电机转速同步控制系统广泛应用于印刷、纺织、化纤等高精度、高转速的工业系统中，其系统转速同步性能的好坏直接影响工业系统的可靠性与生产产品的质量。此外，系统的转速同步性能易受驱动性能不匹配、电机负载扰动等因素的影响。目前，常用的多轴传动同步控制策略有主从控制、交叉耦合控制、偏差耦合控制和电子虚拟总轴控制策略等。但应用主从控制结构的系统在负载扰动下会产生相对较大的同步误差；应用偏差耦合控制结构可使系统在负载扰动下获得较好的转速同步性能。

发明内容

传统偏差耦合的补偿环节仅仅考虑了电机之间的转速差，并未考虑整个多电机系统的加速度，为克服现有技术的不足，本发明旨在提出改进偏差耦合策略，比较得出各台电机的最小转速，让其他电机跟踪最低的转速，能较好地提升各台电机的同步性能。并且将各台电机的加速度考虑进去，让各台电机都以最大加速度进行加速，这样在发生负载突变的情况下，各台电机都能以最快的速度跟上给定速度。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是，考虑加速度的多永磁同步电机偏差耦合控制方法，将i台电机作为整个系统考虑，比较得出i台电机的最小转速，让其他电机跟踪最低的转速；比较得出所有电机的最大加速度，让i台电机都以最大加速度进行加速；在多电机控制结构上使用考虑加速度的偏差耦合控制的基础上，单台电机使用积分滑模控制算法，最终实现电机偏差耦合控制。

在一个3台电机的实例中，在多电机控制结构上使用考虑加速度的偏差耦合控制的基础上，单台电机使用积分滑模控制算法，具体是：

考虑加速度的偏差耦合控制的转速补偿结构中，k_v为速度系数，ω_min为三台电机速度的最小值，k_a为加速度系数，a_max为三台电机加速度的最大值，a₁为第一台电机的加速度，a₂为第二台电机的加速度，a₃为第三台电机的加速度，Switch判断结构1将三台电机速度进行比较得出最小速度，并将各电机速度与最小速度之差作为补偿使得各电机能跟上最小的电机速度；同时Switch判断结构2，将三台电机的加速度进行比较，之后得出最大加速度，并将最大加速度与三台电机各自的加速度作差，通过比例放大作为各自的补偿，使得三台电机都能以更快得速度跟上给定；

此时第1台电机的补偿为

e₁₀＝e₁+d₁ (2)

d₁＝k_v(ω₁-ω_min)+k_a(a_max-a₁) (3)

式中，e₁₀为考虑加速度的结构下电机1总的转速补偿，d₁为电机1的附加转速补偿；e₁是电机1的速度补偿；