[發明專利]基于相鄰耦合的多動子直線電機協同控制系統及方法

有效

• 申請號: 202110441118.8
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113054884B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 文通;李傲霜;韓邦成;鄭世強;李海濤
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學;北京航空航天大學寧波創新研究院
• 主分類號: H02P23/00
• 分類號: H02P23/00;H02P23/14;H02P25/06
• 代理公司: 北京開陽星知識產權代理有限公司 11710
• 代理人: 祝樂芳

本申請涉及電機控制技術領域，提供了一種基于相鄰耦合的多動子直線電機協同控制系統及方法。該系統包括：數字信號處理器、無位置傳感器估計模塊、通信模塊以及動與電流檢測模塊，其中，數字信號處理器包括相鄰耦合協同控制模塊和電流控制模塊；無位置傳感器估計模塊獲取當前動子速度及當前動子位置，并輸出至通信模塊和相鄰耦合協同控制模塊；通信模塊向相鄰耦合協同控制模塊輸出相鄰動子速度及相鄰動子位置；相鄰耦合協同控制模塊獲取直線電機的第一電流參考值；電流控制模塊根據第一電流參考值和電流信號獲取驅動信號，驅動與電流檢測模塊根據驅動信號實現對直線電機的控制，以此提高長距離直線運輸系統控制的安全性，及運輸效率。

技術領域

本申請涉及電機控制技術領域，提供了一種基于相鄰耦合的多動子直線電機協同控制系統及方法。

背景技術

直線電機是一種將電能直接轉換成直線機械能而不需要任何中間轉換機構的傳動裝置，其結構簡單，能較好的解決旋轉電動機傳動效率低、可靠性低的問題。目前，在實際應用中常常通過安裝多個不連續定子，使得在相同距離使用的定子數目減少，另一方面，增加多個動子，利用多個動子在多個定子串聯的軌道上運動，當多個動子在多個定子的間隙滑行時，定子對通過的動子進行速度控制，從而實現對長距離直線運輸系統的控制。

在現有技術中，根據對多定子與多動子的協同控制系統大多采用多個動子對同一個位置或速度信號的跟蹤，以此實現基于多定子與多動子的長距離直線運輸系統控制。

然而，采用現有技術實現對長距離直線運輸系統的控制，忽略運動軌道內多動子同時運動時，動子間距過大或者過小，從而導致對系統控制的安全性低，運輸效率不高的問題。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供了一種基于相鄰耦合的多動子直線電機協同控制系統。

本申請實施例提供了一種基于相鄰耦合的多動子直線電機協同控制系統，所述控制系統包括：數字信號處理器、無位置傳感器估計模塊、通信模塊以及，驅動與電流檢測模塊，其中，所述數字信號處理器包括相鄰耦合協同控制模塊和電流控制模塊；所述相鄰耦合協同控制模塊分別與所述通信模塊、所述電流控制模塊和所述無位置傳感器估計模塊通信連接，所述驅動與電流檢測模塊與所述電流控制模塊通信連接；

所述無位置傳感器估計模塊，用于根據計數脈沖信號和反電勢電壓信號，獲取當前動子速度以及當前動子位置，并向所述通信模塊和所述相鄰耦合協同控制模塊輸出所述當前動子速度以及所述當前動子位置；

所述通信模塊，用于根據所述當前動子速度以及所述當前動子位置，獲取相鄰動子速度以及相鄰動子位置，并向所述相鄰耦合協同控制模塊輸出所述相鄰動子速度以及所述相鄰動子位置；

在所述當前動子為第二個動子以及第二個之后的動子的情況下，所述相鄰耦合協同控制模塊，用于根據所述當前動子速度以及所述當前動子位置、所述相鄰動子速度以及所述相鄰動子位置，獲取直線電機的第一電流參考值，并向所述電流控制模塊輸出所述第一電流參考值；

所述電流控制模塊，用于接收驅動與電流檢測模塊輸出的所述直線電機的電流信號，根據所述第一電流參考值和所述電流信號，獲取驅動信號，并向所述驅動與電流檢測模塊輸出所述驅動信號；

所述驅動與電流檢測模塊，用于根據所述驅動信號，生成驅動電流脈沖和電流信號，并向所述直線電機輸出所述驅動電流脈沖，向所述電流控制模塊輸出所述電流信號。

在一個實施例中，所述系統還包括：上位機接口電路，所述數字信號處理器還包括：虛擬首動子模塊；

所述上位機接口電路與所述虛擬首動子模塊通信連接，所述虛擬首動子模塊與所述相鄰耦合協同控制模塊通信連接；

其中，上位機接口電路用于接收上位機輸入的期望速度，并向所述虛擬首動子模塊輸出所述期望速度；