[發明專利]一種水下機器人多電機推進系統及控制方法

有效

• 申請號: 202010985814.0
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112234874B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 曾慶軍;王陽;吳偉;朱志宇;戴曉強
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: H02P6/04
• 分類號: H02P6/04;H02P21/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 徐澍

1.一種水下機器人多電機推進系統，其特征在于，在水下機器人本體的水平方向，對4臺永磁同步電機搭建帶轉速比例模塊的偏差耦合控制結構，該結構由4臺永磁同步電機的系統組成，每臺電機之間通過速度補償器關聯；每臺永磁同步電機的系統包括速度控制器、速度補償器、各電機的轉速比例模塊K_i、逆變器、永磁同步電機和轉速檢測器；每臺電機控制信號傳遞關系為給定轉速、自身電機反饋轉速和速度補償器輸出轉速誤差補償信號作為速度控制器輸入，速度控制器輸出電流給逆變器，逆變器控制電機運轉，轉速檢測器采集轉速進行反饋，速度補償器獲取各個電機反饋轉速輸出的同步誤差；其中速度補償器輸入為各電機反饋轉速和各電機的轉速比例模塊K_i的輸出；其中各電機的轉速比例模塊K_i是以各電機給定轉速作為輸入，每個電機以自身為參考，獲得與其它電機的比值，然后將比值輸出給速度補償器，具體內容為：轉速比例模塊K₁：轉速比例模塊K₁以電機1的給定轉速為參考，計算出電機1與電機2、3、4的給定轉速的比例系數k₁₂、k₁₃、k₁₄，將得到的比例系數給速度補償器1；轉速比例模塊K₂：轉速比例模塊K₂以電機2的給定轉速為參考，計算出電機2與電機1、3、4的給定轉速的比例系數k₂₁、k₂₃、k₂₄，將得到的比例系數給速度補償器2；轉速比例模塊K₃：轉速比例模塊K₃以電機3的給定轉速為參考，計算出電機3與電機1、2、4的給定轉速的比例系數k₃₁、k₃₂、k₃₄，將得到的比例系數給速度補償器3；轉速比例模塊K₄：轉速比例模塊K₄以電機4的給定轉速為參考，計算出電機4與電機1、2、3的給定轉速的比例系數k₄₁、k₄₂、k₄₃，將得到的比例系數給速度補償器4；

ω_a^*、ω_b^*分別為電機a、b的給定轉速；

在水下機器人本體的垂直方向，對2臺永磁同步電機搭建帶轉速比例模塊的交叉耦合控制結構，帶轉速比例模塊的交叉耦合控制結構由2臺永磁同步電機的系統組成，每臺電機之間通過增益補償器關聯；每臺永磁同步電機的系統包括速度控制器、增益補償器、兩電機轉速比例模塊D_i、逆變器、永磁同步電機和轉速檢測器；每臺電機控制信號傳遞關系為給定轉速、自身電機反饋轉速和增益補償器輸出轉速誤差補償信號作為速度控制器輸入，速度控制器輸出電流給逆變器，逆變器控制電機運轉，轉速檢測器采集轉速進行反饋，增益補償器獲取兩電機反饋轉速輸出的同步誤差；其中增益補償器輸入為兩電機反饋轉速和兩電機的轉速比例模塊D_i的輸出，其中兩電機的轉速比例模塊Di是以兩電機反饋轉速作為輸入，每個電機以自身為參考，獲得與另一電機的比值，然后將比值輸出給增益補償器。