[發明專利]一種盾構機驅動系統的多電機均載協同控制裝置及方法

有效

• 申請號: 202110762064.5
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113489403B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 賈連輝;孫志洪;張鵬;黃景濤;李向春;謝彥昆;李航;蘇新波
• 申請（專利權）人: 中鐵工程裝備集團有限公司
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P21/20;H02P21/13;H02P21/18;H02P21/22;H02P5/46
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 侯天印;郝博

1.一種盾構機驅動系統的多電機均載協同控制裝置，其特征在于，該裝置包括：多臺盾構機驅動系統及上位機；其中，

每個盾構機驅動系統分別與上位機連接，并通過電機帶動齒輪轉動，向刀盤輸送動力；

上位機采集每個盾構機驅動系統的反饋信息，并通過轉矩協同控制算法計算出每個盾構機驅動系統的轉矩補償量，發送至相應的盾構機驅動系統進行電機協同控制；其中，

轉矩補償量的計算式為：

T_{c_ei}＝K_pi(D×T_ei-T_e1-T_e2-…-T_e(A-1)-T_eA)；

其中，T_{c_ei}為第i個電機的轉矩補償量；

K_pi為第i個電機的轉矩補償系數；

D為盾構機驅動系統的數量；

T_ei為第i個電機的轉矩估算值，i為1、2、…、D-1、D；

T_e1、T_e2、…、T_e(A-1)、T_eA為各個電機的轉矩估算值。

2.根據權利要求1所述的盾構機驅動系統的多電機均載協同控制裝置，其特征在于，盾構機驅動系統包括控制器、變頻器、電機、減速箱、盾構機小齒輪；其中，

變頻器與控制器及電機連接，用于接收控制器發送的控制信號，控制電機工作，并向控制器發送電機工作時的反饋信號；

控制器根據反饋信號上傳反饋信息至上位機，并接收上位機發送的轉矩補償量，生成控制信號發送至變頻器；

電機通過減速箱，與盾構機小齒輪相連；

盾構機小齒輪與盾構機大齒輪嚙合，向刀盤輸送動力。

3.根據權利要求2所述的盾構機驅動系統的多電機均載協同控制裝置，其特征在于，在電機工作時，期望電機以額定轉速運行，控制器外環為轉速環，內環為轉矩電流環，電機轉速控制策略采用開環SVPWM控制，電機控制算法為：

其中，u_m為勵磁電壓；

u_t為轉矩電壓；

為定子電流的勵磁分量的給定值；

i_sm為定子電流的勵磁分量的反饋值；

為定子電流的轉矩分量的給定值；

i_st為定子電流的轉矩分量的反饋值；

ω^*為轉子角頻率的給定值；

ω_r為轉子角頻率的實際值。

4.根據權利要求3所述的盾構機驅動系統的多電機均載協同控制裝置，其特征在于，控制器所述盾構機驅動系統還包括：電機轉速觀測器；其中，

電機轉速觀測器為全階自適應狀態觀測器，用于觀測電機轉速觀測，結構為：

其中，為轉子角頻率的估計值，作為轉子角頻率的實際值ω_r；

k_p為比例系數；

k_i為積分系數；

為積分計算；

i_α為電流在α軸上的分量的反饋值；

為電流在α軸上的分量的估計值；

為磁鏈在β軸上的分量的估計值；

i_β為電流在β軸上的分量的反饋值；

為電流在β軸上的分量的估計值；

為磁鏈在α軸上的分量的估計值。