[發明專利]一種基于電機積分魯棒控制驅動的加油軟管振動抑制方法

有效

• 申請號: 201911364853.2
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111103905B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 蘇子康;解明揚;李春濤;程遵堃;李雪兵
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G05D19/02
• 分類號: G05D19/02;G05B13/04;H02P21/13;H02P21/00;H02P25/022;B64D39/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 姜慧勤

1.一種基于電機積分魯棒控制驅動的加油軟管振動抑制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，設定空中加油機飛行速度和中度紊流大氣環境，將各風場進行矢量合成后分解為慣性系下三軸風分量，以此為基礎，采用有限元和多體動力學建模思想，建立中度紊流下受加油機拖拽的柔性加油軟管-錐套組合體多體動力學模型；并設定受油機受油插頭相對對接剖面；

步驟2，依據柔性加油軟管-錐套組合體多體動力學模型參數，建立消除加油軟管對接松弛所需回收長度ΔL與永磁同步電機角位置指令θ^*之間的轉換關系；

步驟3，依據柔性加油軟管-錐套組合體多體動力學模型參數，建立電機負載T_L與加油軟管起始端所受拉力T₁之間的轉換關系；

步驟4，根據永磁同步電機模型，設計擴張狀態觀測器，以觀測估計拖曳加油軟管引起的不可測量負載擾動項；

步驟5，將步驟4觀測估計的不可測量負載擾動項作為部分前饋補償量，針對永磁同步電機角位置θ和角速度ω回路，根據誤差積分魯棒控制方法設計角位置積分魯棒跟蹤控制器獲取q軸的電流參考指令具體過程為：

步驟51，定義角位置蹤誤差e₁、角速度跟蹤誤差e₂、輔助誤差r_θ、電機角速度參考指令ω^*；具體如下：

其中，k_θ1,k_θ2均為反饋增益，k_θ1＞0,k_θ2＞0；

步驟52，根據誤差積分魯棒控制方法設計角位置積分魯棒跟蹤控制器獲取q軸的電流參考指令具體如下：

i_qs＝i_qs1+i_qs2

i_qs1＝-g_ω^-1(k_θ2+k_rθ)e₂

其中，g_ω＝3Pψ_f/(2J)，f_ω＝-Bω/J，J、B、P、ψ_f分別為電機轉動慣量、摩擦系數、極對數、磁鏈，為擴張狀態觀測器對不可測量負載擾動項D_ω的觀測估計值，i_qa為模型輔助前饋項，i_qs為魯棒反饋控制項，i_qs1為線性前饋控制線，i_qs2為非線性魯棒控制項，k_rθ為角位置回路反饋增益，k_rθ＞0，β_θ為角位置回路積分魯棒控制增益，β_θ＞0，sign(·)為符號函數，t為時間；

步驟6，針對永磁同步電機q軸電流回路，設計q軸電流積分魯棒跟蹤控制器獲取具體過程為：

步驟61，定義q軸跟蹤誤差e_q和輔助誤差r_q；具體如下：

其中，i_q為q軸的電流，為q軸的電流參考指令，k_q為q軸電流回路反饋增益；

步驟62，設計q軸電流積分魯棒跟蹤控制器獲取具體如下：

其中，g_q＝1/L_s，f_q＝-Ri_q/L_s，L_s為電機定子電感，k_rq為q軸電流回路反饋增益，β_q為q軸電流回路積分魯棒控制增益，k_rq＞0，β_q＞0；

步驟7，針對永磁同步電機d軸電流回路，設計d軸電流積分魯棒跟蹤控制器獲取具體過程為：

步驟71，定義d軸跟蹤誤差e_d和輔助誤差r_d；具體如下：

其中，i_d為d軸的電流、為d軸的電流參考指令，k_d為d軸電流回路反饋增益；

步驟72，設計d軸電流積分魯棒跟蹤控制器獲取具體如下：

其中，g_d＝1/L_s，f_d＝-Ri_d/L_s，k_rd為d軸電流回路反饋增益，β_d為d軸電流回路積分魯棒控制增益，k_rd＞0，β_d＞0。