[發明專利]多軸同步變槳控制方法、裝置以及系統

有效

• 申請號: 201911353487.0
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN113031527B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 劉眾;胡煒
• 申請（專利權）人: 新疆金風科技股份有限公司
• 主分類號: G05B19/414
• 分類號: G05B19/414
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 高燕;王兆賡

提供一種多軸同步變槳控制方法、裝置以及系統，該多軸同步變槳控制方法包括：獲取同一時刻各運動軸的擬同步變量的實測值；基于各運動軸的所述擬同步變量的實測值，確定各運動軸針對所述擬同步變量的補償值；將各運動軸針對所述擬同步變量的補償值分別施加到對應運動軸的控制器，以控制各運動軸實現同步運動。基于本發明示例性實施例的多軸同步變槳控制方法、裝置以及系統，能夠使得任意一運動軸受到擾動導致的同步偏差被所有運動軸同時地補償，從而消除同步誤差，提高多軸同步性。

技術領域

本發明總體說來涉及同步控制技術領域，更具體地講，涉及一種多軸同步變槳控制方法、多軸同步變槳控制裝置以及風力發電機組的多軸同步變槳控制系統。

背景技術

能源是社會經濟和人類生活的主要物質基礎，是社會發展的動力。然而，作為世界能源主要支柱的石油、煤炭、天然氣等不可再生的能源的儲量日趨減少，世界各個國家都在發展風力發電，風力發電作為新能源，已經形成了成熟的規模。

風力發電機組是將風能轉換成電能的設備，風力發電機組的變槳控制裝置包括可調速的電動機通過齒輪或齒形帶驅動葉片的電動變槳系統，或者由電磁閥控制液壓缸直接作用于變槳軸承的液壓變槳系統。隨著風力發電機組的大型化趨勢，單個電動機或者液壓缸難以完成驅動葉片的工作，需要多個執行機構共同出力執行變槳動作。在變槳過程中多個執行機構需要保證運動的同步，液壓變槳系統通常采用機械同步，而應用更加廣泛的電動變槳系統由于機械結構的限制需要通過控制算法進行同步。

現有電動變槳系統的交流電動機多軸驅動技術一般為主令參考式同步或者主從式同步。

主令參考式同步又稱并行式同步，它是最簡單直觀的一種同步策略，其結構如圖1所示。在該方案中，所有控制器的輸入來自于同一個信號，即主令參考信號ω^*，每個運動軸在該主令參考信號ω^*的控制下并行工作，互不相干。若其中一個運動軸受到擾動，由此產生的同步誤差只能通過該運動軸自身的調節來減小，其它運動軸并不會對其做出響應。

主從式同步方案將多個運動軸劃分成主軸和從軸，其結構如圖2所示。在該方案中，從軸的參考輸入信號來自于主軸的輸出，從軸可以參考主軸的速度或者轉矩(當主從軸都是矢量控制時)。由此可知，一旦主軸因負載擾動而改變速度，從軸可以對其做出相應的調節，以此來減小同步誤差，但是，當從軸受到擾動時，主軸卻不會對其做出任何響應，導致同步誤差得不到及時修正。與此同時，這種主從式同步也會導致從軸的運動在時間上滯后于主軸，因此存在一定局限性。

發明內容

本發明的示例性實施例的目的在于提供一種多軸同步變槳控制方法、裝置以及系統，以克服上述至少一種缺陷。

在一個總體方面，提供一種多軸同步變槳控制方法，該方法包括：獲取同一時刻各運動軸的擬同步變量的實測值；基于各運動軸的所述擬同步變量的實測值，確定各運動軸針對所述擬同步變量的補償值；將各運動軸針對所述擬同步變量的補償值分別施加到對應運動軸的控制器，以控制各運動軸實現同步運動。

可選地，基于各運動軸的所述擬同步變量的實測值，確定各運動軸針對所述擬同步變量的補償值，可包括：基于各運動軸的所述擬同步變量的實測值，確定所述擬同步變量的估計值；計算各運動軸的所述擬同步變量的實測值與估計值的差值，將所述差值作為對應運動軸的補償值。

可選地，基于各運動軸的所述擬同步變量的實測值，確定所述擬同步變量的估計值，可包括：通過將各運動軸的所述擬同步變量的實測值輸入多軸運動變量估計模型，獲得所述擬同步變量的估計值。

可選地，可通過以下方式對所述多軸運動變量估計模型進行訓練：獲取各運動軸的所述擬同步變量在同一歷史時刻的歷史實測值；確定所述擬同步變量的期望值；將所述擬同步變量的歷史實測值作為所述多軸運動變量估計模型的輸入，將所述擬同步變量的期望值作為所述多軸運動變量估計模型的輸出，對所述多軸運動變量估計模型進行訓練。