[發明專利]一種雙電機位置同步控制策略研究設計

在審

• 申請號: 201810519679.3
• 申請日: 2018-05-21
• 公開（公告）號: CN108712115A
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 郝振洋;甘淵;邵陳懋
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02P5/50
• 分類號: H02P5/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種雙電機位置同步控制策略研究設計，屬于多電機協調同步控制技術領域。本控制算法在轉速電流雙閉環的基礎上增加一位置環與位置同步環。所述位置環的給定是通過斜坡方式給定，包含頻率給定和初始相位給定。所述位置環的反饋是兩臺電機所帶負載位置的均值。所述同步環的給定是通過階躍方式給定，所述同步環的反饋是兩臺電機所帶負載位置的差值。所述同步環的輸出作為位置補償到轉速環，一臺電機為正補償，另一臺電機為負補償。本發明的控制算法實現了對兩電機位置的初始相位，位置差以及轉速的控制，且動態性能較好。

技術領域

本發明公開了一種雙電機位置同步控制策略研究設計，屬于多電機同步控制技術領域。

背景技術

多電機同步控制是高轉速、高精度電驅系統的核心技術之一，其應用已涉及航空航天，現代工業伺服機器人等多個領域。多電機的同步控制技術分為機械同步控制方式和電同步控制方式。機械同步控制方式是指通過齒輪、鏈條、皮帶等機械部件作為中間銜接的傳動裝置。這種機械傳動方式，結構復雜，且在傳送過程中會有較大的功率損耗。現代電驅系統正逐步趨向高集成度、高精度的方向發展，機械同步控制方式已遠遠滿足不了這一要求。因此，電同步控制方式被廣泛應用。

多電機同步控制一般分為以下幾類：(1)嚴格同步：即要求所有電機在整個運行過程中都要保持相同的轉速，即使系統出現擾動，也要在很短的時間內恢復同步轉速；(2)等比例同步：這種同步方式并不要求所有電機保持相同的轉速運行，而是要以某一轉速比值恒定運行，即ω₁＝kω₂；(3)差值同步：顧名思義，這種同步方式是保持兩兩電機之間的轉速差值恒定，即c＝ω₁-ω₂。

對于某類特殊的負載，需保持兩電機所帶負載位置以某一恒定差值來穩定運行，從轉速同步角度出發，需依賴于超高的轉速精度，然而這種轉速精度就目前所有位置傳感器的精度都是很難達到的。另外，齒輪、滾珠絲杠等減速器機構的減速比也需嚴格保證，顯然，在機械上是不可能保證這類中間傳動裝置的精度。

發明內容

本發明正是思及于此，提出了一種雙電機位置同步控制策略，使得兩電機所帶負載的位置以某一恒定差值穩定運行，且精度較高，并將此控制算法擴展到多電機的同步控制，仍能保證不同電機之間以各自的位置差值穩定運行，且精度較高。

本發明提出了一種雙電機位置同步控制策略，在傳統的轉速電流雙閉環的基礎上增加一位置環，所述位置環反饋是兩側電機負載位置的均值，其輸出閉到轉速環；增加一位置同步環(以下簡稱同步環)，其輸出閉到轉速差環(以下簡稱轉差環)，所述轉差環反饋是兩電機的轉速差值，其輸出閉到電流環。

本發明一具體實施例中，優選的，所述位置環給定為斜坡信號輸入，包含了頻率和初始相位的給定，所述位置環的反饋是兩電機所帶負載的位置均值。

本發明一具體實施例中，優選的，所述同步環是控制電機所帶負載位置以恒定差值穩定運行，其輸出是兩側負載位置的差值，其作為位置補償信號閉到轉速環，其中#1電機為正補償，#2電機為負補償。

本發明一具體實施例中，優選的，所述轉差環是為了控制電機轉速盡可能同步，轉速脈動盡可能減小，并將其作為同步環與電流環的中間環路，即同步環輸出作為轉差環給定，轉差環輸出作為電流環給定，其中#1電機電流環為正給定，#2電機電流為負給定。

本發明一具體實施例中，優選的，所述同步環輸出作為位置補償信號閉到電流環，其中#1電機為正補償，#2電機為負補償。