[发明专利]一种多开关磁阻电机转速同步控制装置及控制方法

说明书

本发明公开了一种多开关磁阻电机转速同步控制方法，包括以下步骤：计算虚拟主轴转速并作为各电机的给定转速；计算各电机的权重平均转速并作为各电机转矩补偿模块的参考转速；计算各电机的参考转矩，并与该电机实际转矩比较得到相应的转矩偏差；计算各电机相应的补偿转矩，并与转矩偏差求和得到各电机的转矩调节量；将电机实际磁链与系统给定磁链进行比较获得磁链偏差；根据转矩调节量及磁链偏差对电机进行控制，可实现各电机实际转速对系统给定转速的准确跟踪，达到多电机转速同步运行的目的。本发明还公开了一种多开关磁阻电机转速同步控制装置。

技术领域

本发明涉及开关磁阻电机控制领域，特别涉及一种多开关磁阻电机转速同步控制装置及控制方法。

背景技术

开关磁阻电机因具有结构简单坚固、起动电流小、起动转矩大、效率高等系列优点，近年来得到了迅速的推广应用。然而在一些复杂的多电机传动系统中，涉及到多电机的同步运行问题，因而需要对多电机实施转速的同步控制。目前在有关多开关磁阻电机转速同步控制方面已开展了一些研究工作，提出了主令控制、主从控制、耦合控制以及虚拟主轴控制等多种控制方法，虽取得了一定的控制效果，但仍存在不足：如主令控制每个运动轴并行工作，互不相干，当其中一个轴受到扰动时，只能靠该轴本身来调节，其他轴不会做出响应，仅适用于受干扰较少的场合；主从控制与主令控制类似，只是将运动轴分为主轴和从轴，从轴的参考信号来自主轴的输出，当主轴受到扰动时，从轴能做出相应的调节，而当从轴受到扰动时，主轴则不会做出相应的响应；耦合式控制虽然解决了上述方法中电机间不存在耦合的问题，但是由于引入了轴间参数耦合，使得系统的整体稳定性变差；虚拟主轴模拟了机械硬轴连接的物理特性，因而具有与其类似的固有同步特性，但是虚拟主轴在负载扰动、启动或停机过程中会产生失同步的现象等。因此针对多开关磁阻电机研究更为有效的转速同步控制方法具有重要的现实意义。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、控制精确的多开关磁阻电机转速同步控制装置，并提供一种多开关磁阻电机转速同步控制方法。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种多开关磁阻电机转速同步控制装置，包括转速给定模块、虚拟主轴控制器、磁链给定模块和多个电机控制模块，转速给定模块的输出端与虚拟主轴控制器的输入端相连；每个电机控制模块均包括电机转速检测模块、电机转速比较模块、电机自抗扰控制模块、电机转矩估算模块、电机实际转矩与参考转矩比较模块、电机转矩补偿模块、加法器、电机磁链估算模块、电机磁链比较模块和电机控制器；每个电机控制模块中，电机转速检测模块的输入端与相应电机相连，电机转速检测模块的输出端与电机转速比较模块、电机转矩补偿模块、虚拟主轴控制器的输入端相连，虚拟主轴控制器的输出端与电机转速比较模块、电机转矩补偿模块的输入端相连，电机转速比较模块的输出端与电机自抗扰控制模块的输入端相连，电机自抗扰控制模块的输出端与电机实际转矩与参考转矩比较模块的输入端相连，电机转矩补偿模块的输出端与加法器的输入端相连，所述电机转矩估算模块的输入端与相应电机相连，电机转矩估算模块的输出端与电机实际转矩与参考转矩比较模块的输入端相连，电机实际转矩与参考转矩比较模块的输出端与加法器的输入端相连，加法器的输出端与电机控制器的输入端相连，所述电机磁链估算模块的输入端与相应电机相连，电机磁链估算模块的输出端与电机磁链比较模块的输入端相连，电机磁链比较模块的输出端与电机控制器相连，电机控制器与相应电机相连；所述磁链给定模块的输出端与每个电机控制模块中电机磁链比较模块的输入端相连。

一种多开关磁阻电机转速同步控制方法，包括以下步骤：

步骤一：设定系统的给定转速ω^*，同时检测各电机的实际转速ω_i(i＝1,2…n)，n表示电机数，经虚拟主轴控制器运算处理后，得到虚拟主轴转速ω_r，并将其作为各电机的给定转速；虚拟主轴控制器根据各电机的实际转速ω_i(i＝1,2…n)及其相应的转动惯量j_i(i＝1,2…n)，经运算得到各电机的权重平均转速ω_w，并将其作为各电机转矩补偿模块的参考转速；