[发明专利]一种盾构机驱动系统的多电机均载协同控制装置及方法

权利要求书

1.一种盾构机驱动系统的多电机均载协同控制装置，其特征在于，该装置包括：多台盾构机驱动系统及上位机；其中，

每个盾构机驱动系统分别与上位机连接，并通过电机带动齿轮转动，向刀盘输送动力；

上位机采集每个盾构机驱动系统的反馈信息，并通过转矩协同控制算法计算出每个盾构机驱动系统的转矩补偿量，发送至相应的盾构机驱动系统进行电机协同控制；其中，

转矩补偿量的计算式为：

T_{c_ei}＝K_pi(D×T_ei-T_e1-T_e2-…-T_e(A-1)-T_eA)；

其中，T_{c_ei}为第i个电机的转矩补偿量；

K_pi为第i个电机的转矩补偿系数；

D为盾构机驱动系统的数量；

T_ei为第i个电机的转矩估算值，i为1、2、…、D-1、D；

T_e1、T_e2、…、T_e(A-1)、T_eA为各个电机的转矩估算值。

2.根据权利要求1所述的盾构机驱动系统的多电机均载协同控制装置，其特征在于，盾构机驱动系统包括控制器、变频器、电机、减速箱、盾构机小齿轮；其中，

变频器与控制器及电机连接，用于接收控制器发送的控制信号，控制电机工作，并向控制器发送电机工作时的反馈信号；

控制器根据反馈信号上传反馈信息至上位机，并接收上位机发送的转矩补偿量，生成控制信号发送至变频器；

电机通过减速箱，与盾构机小齿轮相连；

盾构机小齿轮与盾构机大齿轮啮合，向刀盘输送动力。

3.根据权利要求2所述的盾构机驱动系统的多电机均载协同控制装置，其特征在于，在电机工作时，期望电机以额定转速运行，控制器外环为转速环，内环为转矩电流环，电机转速控制策略采用开环SVPWM控制，电机控制算法为：

其中，u_m为励磁电压；

u_t为转矩电压；

为定子电流的励磁分量的给定值；

i_sm为定子电流的励磁分量的反馈值；

为定子电流的转矩分量的给定值；

i_st为定子电流的转矩分量的反馈值；

ω^*为转子角频率的给定值；

ω_r为转子角频率的实际值。

4.根据权利要求3所述的盾构机驱动系统的多电机均载协同控制装置，其特征在于，控制器所述盾构机驱动系统还包括：电机转速观测器；其中，

电机转速观测器为全阶自适应状态观测器，用于观测电机转速观测，结构为：

其中，为转子角频率的估计值，作为转子角频率的实际值ω_r；

k_p为比例系数；

k_i为积分系数；

为积分计算；

i_α为电流在α轴上的分量的反馈值；

为电流在α轴上的分量的估计值；

为磁链在β轴上的分量的估计值；

i_β为电流在β轴上的分量的反馈值；

为电流在β轴上的分量的估计值；

为磁链在α轴上的分量的估计值。