[發明專利]一種多電機速度同步控制方法

在審

• 申請號: 202110388013.0
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113098347A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 杜欽君;丁威;趙正陽;李存賀
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/14;H02P21/18;H02P5/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種阿膠制粒機多電機速度同步控制方法，本發明采用均值耦合非奇異全局快速Terminal滑模控制方法。所屬方法包括：阿膠制粒機多電機運行過程中，電機之間耦合程度低、同步性差，影響阿膠制粒質量，設計均值耦合函數，實現多電機運行過程的速度耦合控制；設計非奇異全局快速Terminal滑模速度同步控制器，使各電機速度同步控制系統響應速度提高，實現制粒機速度同步誤差及其變化率在有限時間內收斂至零，改善系統的穩態精度；當單臺電機因負載突變或擾動因素引起速度波動，速度同步控制器對電機間同步誤差快速補償，達到降低同步誤差，提高多電機驅動系統動態性能。

技術領域

本發明涉及阿膠珠飲片生產設備的控制領域，具體提供一種阿膠制粒機多電機速度同步控制方法。

背景技術

“工業4.0”的提出，國家在中藥產業方面出臺了一系列政策，中藥飲片生產現代化問題備受關注，阿膠珠炮制工藝逐漸由半自動化向自動化、智能化炮制工藝轉變，隨著阿膠珠質量指標的提高，對阿膠制粒機制粒質量提出了更高的技術要求。阿膠制粒機多電機運行過程中，電機之間耦合程度低、同步性差，影響阿膠制粒質量；相較于多電機主從控制，設計均值耦合函數，使各電機之間轉速實現耦合；與相鄰交叉耦合相比，均值耦合控制彌補了局部耦合的不足；與傳統的閉環控制相比，非奇異全局快速Terminal滑模控制結構簡單、魯棒性和適應性強，且參數整定對模型依賴性小，能夠更好的保持電機運行的穩定性，系統速度同步誤差能夠在有限時間內收斂為零。采用均值耦合非奇異全局快速Terminal滑模控制方法，能夠有效提高阿膠制粒機電機多電機運行的同步性，改善控制系統動態響應速度，減小速度同步誤差。

發明內容

本發明的目的是提出一種阿膠制粒機多電機速度同步控制方法，主要解決阿膠制粒機多電機運行速度同步性差、控制系統響應速度慢的問題。本發明采用均值耦合非奇異全局快速Terminal滑模控制方法，使控制系統速度同步誤差在有限時間內收斂至零，使制粒機各個電機速度同步控制響應速度提高，速度同步誤差減少。其技術內容包括：

針對阿膠制粒機多電機運行過程，電機之間耦合程度低，造成同步性差，提出了一種阿膠制粒機多電機速度同步控制方法，采用均值耦合非奇異全局快速Terminal滑模控制方法，通過設計均值耦合函數，實現多電機運行過程的耦合控制；通過對非奇異全局快速Terminal滑模控制器進行設計，提高控制系統響應速度，減小速度同步誤差。其特征在于：具體實施步驟包括：

步驟一、建立阿膠制粒電機數學模型和機械運動方程，以獲取電機轉速與電流控制量的數學關系，其過程為：

阿膠制粒電機為三相異步電動機，其數學模型的狀態方程為：

式中，x＝[i_ds i_qs ψ_dr ψ_qr]^T，v＝[v_ds v_qs]^T，m＝1/(σL_s)，λ＝mL_m/L_r，c＝R_r/L_r，上標“·”表示導數，v_ds、i_ds分別為定子電壓、電流d軸分量，v_qs、i_qs分別為定子電壓、電流q軸分量，ψ_dr、ψ_qr分別為轉子磁鏈d軸分量和q軸分量，R_s、L_s分別為定子電阻、電感，R_r、L_r分別為轉子電阻、電感，L_m為定轉子互感，ω₁為同步角速度，ω為轉子電角速度。

將定子電流作為系統輸出，系統輸出方程為：

y＝Cx (2)

式中，