[發明專利]一種雙閉環補償的改進型偏差耦合控制結構及其控制方法

在審

• 申請號: 202211482914.7
• 申請日: 2022-11-24
• 公開（公告）號: CN115733391A
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 瞿浩
• 申請（專利權）人: 天翼電子商務有限公司
• 主分類號: H02P5/46
• 分類號: H02P5/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種雙閉環補償的改進型偏差耦合控制結構及其控制方法，涉及多電機協同控制技術領域。該控制結構包括：轉速控制器、電流控制器以及多電機系統，上述速度控制器與上述電流控制器連接，上述電流控制器還與各電機系統連接，在上述轉速控制器中引入微分負反饋，在上述電流控制器中引入速度補償器；上述微分負反饋用于為轉速控制器提供補償，使得轉速控制器提前退飽和；上述速度補償器用于對電流控制器進行補償控制。本發明引入了改進微分負反饋來使得控制器提前退飽和，從而使得速度補充器發揮應用的作用達到提高系統協同性能，減小同步誤差。

技術領域

本發明涉及多電機協同控制技術領域，具體而言，涉及一種雙閉環補償的改進型偏差耦合控制結構及其控制方法。

背景技術

隨著工業生產需求的不斷增長單電機生產系統變得越來越難以滿足各種復雜的生產環境和日益增長的生產需求，工業機器人、造紙業等控制系統中的動力系統大多都是采用多電機協同控制系統來實現的。例如造紙業中廣泛使用的長網造紙機，它是由多套設備協同工作來構成的聯動裝置，通過其中包含的多個電機按照相對或絕對的方式協同完成工作。單電機控制系統的控制精度與多電機控制結構的選擇直接決定著生產系統的控制性能，其協同性能直接影響著生產系統的安全性與可靠性。近些年來，國內外專家學者對多電機協同控制系統的研究已經取得了一定的研究成果。此外，諸如西門子、施耐德、臺達等工控行業的國內外制造商已將多電機協同控制系統作為了重點研究項目。

縱觀整個控制領域的發展歷程，多伺服電機控制結構經過了許多國內外專家學者的優化取得了一定的成果，但是目前的控制結構還存在一些可以進行優化的地方，尤其是誤差補償策略方面作為多伺服電機協同控制系統的核心直接影響著整個控制系統的控制性能。近些年來，對于多電機協同控制系統的研究重點主要側重于控制結構的研究與控制算法的研究，許多現代智能控制算法被應用于多電機協同控制系統中，但是其本質是通過現在智能控制算法來提高單電機控制的精度進而來實現提高多電機控制系統協同性能的目的，而不是改進控制結構本身所存在的不足。

發明內容

為了克服上述問題或者至少部分地解決上述問題，本發明實施例提供一種雙閉環補償的改進型偏差耦合控制結構及其控制方法，引入了改進微分負反饋來使得控制器提前退飽和，從而使得速度補充器發揮應用的作用達到提高系統協同性能，減小同步誤差。

本發明的實施例是這樣實現的：

第一方面，本發明實施例提供一種雙閉環補償的改進型偏差耦合控制結構，包括：轉速控制器、電流控制器以及多電機系統，上述速度控制器與上述電流控制器連接，上述電流控制器還與各電機系統連接，在上述轉速控制器中引入微分負反饋，在上述電流控制器中引入速度補償器；上述微分負反饋用于為轉速控制器提供補償，使得轉速控制器提前退飽和；上述速度補償器用于對電流控制器進行補償控制。

為了解決傳統偏差耦合控制結構在中存在的同步誤差大等問題，本發明簡化了該控制結構的速度補償器，并針對啟動階段超調量較大的問題在轉速控制器中引入了一項微分負反饋補償來使得控制器提前退飽和。同時，電流控制器中也引入了補償器，進一步的提高了系統的協同性能，減小同步誤差。

基于第一方面，在本發明的一些實施例中，采用公式：計算多電機系統的輸出轉速平均值，其中，ω_avg為多電機系統輸出轉速平均值，ω_i為第i個電機的輸出轉速值。

基于第一方面，在本發明的一些實施例中，采用公式：e_i＝K_s(ω_i-ω_avg)，其中，e_i為第i個速度補償器的輸出，ω_avg為多電機系統輸出轉速平均值，ω_i為第i個電機的輸出轉速值。

基于第一方面，在本發明的一些實施例中，采用公式：計算微分負反饋的值。

基于第一方面，在本發明的一些實施例中，采用雙閉環控制系統對多電機系統中的各個電機進行控制。