[發明專利]一種多永磁同步電機的分布式自適應協調控制方法

有效

• 申請號: 201910059304.8
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN109600077B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 徐全;安家駒;楊龍兵
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: H02P6/04
• 分類號: H02P6/04;H02P6/34;H02P25/022
• 代理公司: 四川君士達律師事務所 51216
• 代理人: 芶忠義

本發明提供一種多永磁同步電機的分布式自適應協調控制方法，包括步驟1.首先建立n臺永磁同步電機受控系統的動力學模型。步驟2.依據各臺永磁同步電機之間的通訊關系，設計分布式控制器。步驟3.利用各個節點與其具有通訊關系的鄰居節點的局部狀態信息交換，設計自適應律，達到多臺永磁同步電機協調一致的目的。本發明提出一種多永磁同步電機的分布式自適應協調控制方法，精確解析多臺永磁同步電機的協調一致問題。一方面,本發明提出的方法簡單易于工程實現，且不會受到電機臺數的限制。另一方面,當部分電機因故障或其它原因退出以及新的電機重新接入系統時，本方法仍然有效，系統的魯棒性和抗干擾能力進一步增強。

技術領域

本發明屬于多臺電機協同工作條件下的電機控制領域，尤其涉及一種多臺永磁同步電機的分布式自適應協調控制方法。

背景技術

隨著社會和科技的快速發展，單臺電機的控制系統已經無法滿足智能制造及工業自動化的控制要求。多臺電機協同工作已廣泛應用于新能源發電、協同貨物運輸、智能裝配、機器人編隊、無人機編隊等眾多的領域。另外，由于永磁同步電機不僅具有高轉矩慣量比和高轉矩質量比的特點，而且具有效率高、結構簡單、制造成本低等一系列優點，因此，研究有效的多永磁同步電機協調控制方法具有非常重要的理論價值和實際意義。

對于大規模，甚至是超大規模的多電機系統，受生物智能(如鳥群聚集、蟻群聚集等)、多智能體的一致性等的啟發，借助復雜網絡的全新視覺以及復雜網絡背景下的分布式自適應控制方法，將精確解析求解其協調一致問題。

現有技術

目前，對多電機的協調控制研究可概括為控制結構和控制算法兩方面。

現有技術一的缺點:

1.在現有的控制結構中，并聯獨立控制結構被證明并不適合多電機的協調控制；

2.主從控制結構中，從電機受主電機影響較大，系統抗干擾能力較差，并且隨著電機數目的增加，系統控制結構會變得越來越復雜；

3.偏差耦合控制結構中，當電機數量很大時，同步誤差的計算比較復雜，工程應用受到極大的限制；

4.在現有的控制算法中，PID算法控制精度和抗干擾能力較差；

5.神經網絡算法運算復雜，響應速度慢；

5.滑模控制存在過度適應的問題；

6.自適應控制由于其能有效地調整系統或控制器中的位置參數而受到廣泛關注，但如需系統的全局信息，計算量將異常龐大；

綜上，傳統的多電機的協調控制更多地從微觀上關注單臺電機的控制性能，較少從宏觀上分析多臺電機的群體動力學行為，如達到協調一致，最重要的是，現有的控制結構和控制算法均會受到電機臺數的限制。再者，當部分電機因故障或其它原因退出以及新的電機重新接入系統時，現有的控制方法均會受到限制。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術存在的缺陷，提供一種多永磁同步電機的分布式自適應協調控制方法，可以將多臺永磁同步電機受控系統,看作一個耗散耦合的復雜網絡模型，每臺永磁同步電機看作復雜網絡中的一個節點，每臺永磁同步電機自身的局部動力學行為看作單個節點的非線性動力學行為，借助復雜網絡理論及控制方法，進而找到更為合適的控制方法,實現多永磁同步電機的協調一致。

本發明采用如下技術方案：

一種多永磁同步電機協調控制方法，包括以下步驟：

步驟1.首先建立n臺永磁同步電機受控系統的動力學模型