[发明专利]多电机网络系统的分布式同步控制方法

权利要求书

1.多电机网络系统的分布式同步控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在PMSM多机互联网络系统中构建节点数为N的PMSM网络拓扑结构；

步骤2：任意指定要实现其中n₂个节点的部分同步，而剩余n₁＝N-n₂个子节点不同步；

步骤3：通过在原有的PMSM网络拓扑结构基础上增加或移除指定连边，使得拟实现部分同步的n₂个节点具有相同的相邻节点，从而使该n₂个节点在整个网络中呈现对称结构；

步骤4：将该n₂个节点视为一组簇网络节点，计算得到同步控制的耦合强度临界点，通过控制耦合强度值，即可使该N个节点实现全局同步或者使该n₂个节点实现部分同步。

2.根据权利要求1所述的多电机网络系统的分布式同步控制方法，其特征在于，所述步骤1中，构建节点数为N的PMSM网络拓扑结构的方法为：

在一个由N个相同节点经过耗散耦合构成的复杂动力学网络

中，其中为节点i的一个n维的状态变量，ε>0为耦合强度，Γ为含常数0-1的系统内部耦合矩阵，其表示网络系统中节点变量之间的耦合关系；

为网络拓扑连接矩阵；定义拉普拉斯矩阵将(1)式可改写成

引入分布式控制器u_i,i＝1,2,…,N，使得(9)式变为

其中，控制器u_i为在原有网络结构下新增连边时所增加耗散耦合项，即

式(10)即为所需构建的节点数为N的PMSM网络拓扑结构。

3.根据权利要求1所述的多电机网络系统的分布式同步控制方法，其特征在于：所述步骤3中，增加或移除指定连边在网络拓扑结构中的计算方式为：使耦合强度ε保持不变，为网络结构变化连接矩阵，其中表示i和j节点之间新增连边，为移除连边，表示保持不变，且

4.根据权利要求1所述的多电机网络系统的分布式同步控制方法，其特征在于，所述耦合强度临界点通过以下方法进行计算：

根据单个PMSM系统的无量纲动力学数学模型

式中状态变量I_d,I_q分别为d轴和q轴的定子电流，ω为转子角速度，σ>0、γ>0是系统无量纲参数；为方便表示，采用变量x、y、z分别表示原系统模型里的I_d、I_q、ω变量，建立一个节点数为N的PMSM网络耦合模型为：

定义状态变量y的全局误差函数

式中代表变量y在时间t时刻的平均值，<·>表示全局时间平均，则当e≡0时表示网络全局同步；

指定节点n₁+1、节点n₁+2、...、节点n₁+n₂作为要实现部分同步的对象，引入分布式控制器，则公式(27)可改写为改写为：

系统参数γ、σ根据实际取值，用四阶龙格库塔(R-K)方法对微分方程(29)进行求解，步长取h＝0.001，绘制同步误差函数随耦合强度ε逐渐变化时的曲线图，在e≡0时的耦合强度值，即为PMSM系统网络实现全局同步的耦合强度临界值；

定义各节点与节点n₁+1的误差函数为：

△e_i＝<|y_i-y₂|>,i＝1,3,…,N (6)

根据上述计算，绘制网络中各节点与节点n₁+1的误差函数随耦合强度ε逐渐变化时的曲线图，找到当节点n₁+1、节点n₁+2、...、节点n₁+n₂实现同步时的耦合强度值，即为节点n₁+1、节点n₁+2、...、节点n₁+n₂实现部分同步的耦合强度临界值。