[发明专利]一种永磁直驱式传动轴系扭振强制稳定控制方法

权利要求书

1.一种永磁直驱式传动轴系扭振强制稳定控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1：建立低速大扭矩永磁电机(1)直接驱动下系统传动轴系的机电耦合动力学模型，获取系统状态信息

基于拉格朗日—麦克斯韦原理，对低速大扭矩永磁电机(1)直接驱动下的传动轴系进行分析，建立传动轴系全局机电耦合动力学模型，并将该动力学模型转换为状态空间模型，获取系统状态信息；

S2：构建系统全状态反馈调节器

根据步骤S1中得到的状态空间模型，依据极点配置法和Ackermann公式法构建系统全状态反馈调节器，对影响低速大扭矩永磁电机(1)直接驱动下传动轴系动态特性的主动态极点进行强制配置；

S3：构建系统输入时滞整形器

根据步骤S2中强制配置的传动轴系主动态极点对应的阻尼比ξ和固有频率ω_n，构建系统输入时滞整形器，对低速大扭矩永磁电机(1)输出驱动信号进行时滞整形；

设系统输入时滞整形器由两个脉冲组成，即系统输入时滞整形器具有如下形式：

其中，A₁和t₁分别表示系统输入时滞整形器第一个脉冲的幅值和时滞；A₂和t₂分别表示系统输入时滞整形器第一个脉冲的幅值和时滞；

要求系统输入时滞整形器的脉冲幅值和满足：

要求低速大扭矩永磁电机(1)直接驱动下传动轴系扭振响应最终为0，满足：

将式(11)代入式(12)并且令t₁＝0，可得：

其中，

根据式(13)与式(14)即可构建系统输入时滞整形器；

S4：整合系统全状态反馈调节器与系统输入时滞整形器，构建系统扭振强制稳定控制器

结合步骤S2中构建的系统全状态反馈调节器和步骤S3中构建的系统输入时滞整形器，构建系统扭振强制稳定控制器，其中，系统输入时滞整形器位于系统全状态反馈调节器的闭环外；

S5：根据数值仿真结果调整控制参数

在MATLAB/SIMULINK中搭建低速大扭矩永磁电机(1)直接驱动下的传动轴系仿真模型，并在仿真模型中进行数值仿真验证控制参数的有效性，根据数值仿真验证的结果对步骤S4中构建的系统扭振强制稳定控制器控制参数进行调节，直至控制效果达到要求；

S6：设计结束。