[发明专利]一种两电机转矩平衡控制方法

说明书

本发明公开了一种两电机转矩平衡控制方法。该方法不需要前馈环节，而且继承了直接转矩控制响应转矩速度快和几乎没有超调量的优点，所以提高了转矩不平衡响应速度，而且避免了前馈系数的调节工作，大大简化了控制框架，提高了其应用的简便性。该方法将多电机转矩分配融入直接转矩控制算法中，从而将应用于单电机的直接转矩控制方法进行改进后应用于两电机来进行转矩平衡控制，从而解决了传统方法中存在的响应速度慢和系数整定繁琐等问题，提升电机转矩不平衡响应速度，化简控制结构，便于应用。

技术领域

本发明属于电机领域，具体是一种两电机转矩平衡控制方法。

背景技术

随着我国现代工业的不断发展与机械自动化技术的不断提高，经常出现电机控制系统要求多台电机共同驱动一台设备运作。在整个生产过程中，应确保这些电机可以协同运行。

为了保证多电机能够实现同步控制，可以通过两种方式：机械方式和电方式。在同步控制技术应用初期，机械同步控制技术在工业自动化生产中广泛应用。因为机械控制方式的电机与传动连接十分可靠，这种连接方式在应用初期得到了广泛应用，但其缺点日益显著，如各电机的工作状态相互影响，彼此之间存在严重的耦合作用，通过链、齿轮、轴等多级链接机构后含有积累误差，使用范围也受到限制，某些场合已不能满足现代控制的需要。

采用电方式来控制多电机同步是一种有效的解决手段，人们对这方面已做出了大量的研究。其中多电机转矩平衡是多电机平衡中最重要也是最基础的研究。传统两电机转矩平衡控制原理图如图1所示，可以看出其是利用前馈环节与PI环节配合来实现两电机的转矩平衡。这就引起了两个问题：

1、由于传统方法是利用前馈环节与PI环节配合来达到转矩平衡的效果，所以PI环节的延时效应也就导致转矩不平衡，而后系统需要一段时间调节才能达到新的平衡，即传统方法响应速度较慢；

2、由于前馈环节使用的前馈参数Ks的大小需要多次尝试才能确定，使得这种方法的应用变得复杂，而且不合适的Ks参数会引起系统不稳定。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种两电机转矩平衡控制方法。该方法不需要前馈环节，而且继承了直接转矩控制响应转矩速度快和几乎没有超调量的优点，所以提高了转矩不平衡响应速度，而且避免了前馈系数的调节工作，大大简化了控制框架，提高了其应用的简便性。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种两电机转矩平衡控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)电机内的编码器获取两电机转子角度θ_r1和θ_r2、转速ω_r1和ω_r2，设定速度参考值采用比例-积分控制器(PI控制器)获得两电机的参考转矩值T₁^*和T₂^*；

(2)将两电机的参考转矩值进行平均分配，得到(T₁^*+T₂^*)/2；

(3)霍尔传感器获取两电机定子电压U_dc1和U_dc2、定子电流和在本控制周期内的采样值，利用磁链观测器和转矩观测器来计算两电机当前时刻定子磁链和转子磁链和转矩和

(3.1)磁链观测器计算获得当前时刻的定子磁链和转子磁链和并通过定子磁链和来确定两台电机定子磁链当前分别所在的区间：