[發明專利]一種永磁電機張力伺服系統的防沖擊張力控制方法

有效

• 申請號: 202010081927.8
• 申請日: 2020-02-06
• 公開（公告）號: CN111176343B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 楊志達;卜飛飛;潘子昊;軒富強
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G05D15/01
• 分類號: G05D15/01
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 熊玉瑋

1.一種永磁電機張力伺服系統的防沖擊張力控制方法，其特征在于，在張力給定值發生變化且系統產生的張力與當前給定值的誤差超過閾值時采用單積分調節器生成電機的轉速給定值進而建立張力，在系統產生的張力與當前給定值的誤差小于閾值時采用PI調節器生成電機的轉速給定值以使系統產生的張力不再變化，采用PI調節器生成電機的轉速給定值后，在系統產生的張力達到給定值時置換PI調節器的積分輸出值為此刻的目標物速度，電機轉速給定與張力誤差的關系為：采用單積分調節器生成電機的轉速給定值時系統的傳遞函數為：采用PI調節器生成電機的轉速給定值時系統的傳遞函數為：其中，n_ref為電機轉速給定，e為張力誤差，σ為閾值，k_i1為PI調節器的積分系數，k_i2為單積分調節器的積分系數，k_p為PI調節器的比例系數，m為目標物質量，k_t為傳動系數，k_r為系繩彈性系數，F為系統產生的張力，F_ref為張力給定，s為拉普拉斯算子。

2.根據權利要求1所述一種永磁電機張力伺服系統的防沖擊張力控制方法，其特征在于，此刻的目標物速度為張力給定值發生變化時的系繩收放速度。

3.一種實現權利要求1所述防沖擊張力控制方法張力閉環控制器，其特征在于，包括：

判斷模塊，接收系統產生的張力以及當前控制周期的張力給定值，比較系統產生的張力和當前控制周期的張力給定值，輸出張力誤差值，在張力給定值發生變化且系統產生的張力與當前給定值的誤差超過閾值時輸出單積分調節器的選擇信號，在系統產生的張力與當前給定值的誤差小于閾值輸出PI調節器的選擇信號；

積分重置模塊，接收張力誤差值，在張力達到給定值時輸出積分輸出重置值；

單積分調節器，收到單積分調節器的選擇信號后生成電機的轉速給定值；及，

PI調節器，收到PI調節器的選擇信號后生成電機的轉速給定值，收到積分輸出重置值時替換積分輸出值為重置值。

4.一種永磁電機張力伺服系統，其特征在于，包括：

權利要求3所述張力閉環控制器，接收系統產生的張力以及張力給定值，輸出電機轉速的給定值；

轉速環，接收電機轉速給定值，生成電機實時轉速；

以傳動系數為參數的乘法器，接收電機實時轉速，輸出系繩收放速度；

一次積分運算器，接收系繩收放速度，輸出系統收放的繩長；

加法器，接收系統收放的繩長和目標位移距離，輸出系統收放繩長和目標位移距離的差值；

以系繩彈性系數為參數的乘法器，接收系統收放繩長和目標位移距離的差值，輸出系統產生的張力；

以目標物質量的倒數為參數的乘法器，接收系統產生的張力，輸出目標物加速度；及，

二次積分運算器，接收目標物加速度，輸出目標位移距離。