[发明专利]多轴同步变桨控制方法、装置以及系统

说明书

提供一种多轴同步变桨控制方法、装置以及系统，该多轴同步变桨控制方法包括：获取同一时刻各运动轴的拟同步变量的实测值；基于各运动轴的所述拟同步变量的实测值，确定各运动轴针对所述拟同步变量的补偿值；将各运动轴针对所述拟同步变量的补偿值分别施加到对应运动轴的控制器，以控制各运动轴实现同步运动。基于本发明示例性实施例的多轴同步变桨控制方法、装置以及系统，能够使得任意一运动轴受到扰动导致的同步偏差被所有运动轴同时地补偿，从而消除同步误差，提高多轴同步性。

技术领域

本发明总体说来涉及同步控制技术领域，更具体地讲，涉及一种多轴同步变桨控制方法、多轴同步变桨控制装置以及风力发电机组的多轴同步变桨控制系统。

背景技术

能源是社会经济和人类生活的主要物质基础，是社会发展的动力。然而，作为世界能源主要支柱的石油、煤炭、天然气等不可再生的能源的储量日趋减少，世界各个国家都在发展风力发电，风力发电作为新能源，已经形成了成熟的规模。

风力发电机组是将风能转换成电能的设备，风力发电机组的变桨控制装置包括可调速的电动机通过齿轮或齿形带驱动叶片的电动变桨系统，或者由电磁阀控制液压缸直接作用于变桨轴承的液压变桨系统。随着风力发电机组的大型化趋势，单个电动机或者液压缸难以完成驱动叶片的工作，需要多个执行机构共同出力执行变桨动作。在变桨过程中多个执行机构需要保证运动的同步，液压变桨系统通常采用机械同步，而应用更加广泛的电动变桨系统由于机械结构的限制需要通过控制算法进行同步。

现有电动变桨系统的交流电动机多轴驱动技术一般为主令参考式同步或者主从式同步。

主令参考式同步又称并行式同步，它是最简单直观的一种同步策略，其结构如图1所示。在该方案中，所有控制器的输入来自于同一个信号，即主令参考信号ω^*，每个运动轴在该主令参考信号ω^*的控制下并行工作，互不相干。若其中一个运动轴受到扰动，由此产生的同步误差只能通过该运动轴自身的调节来减小，其它运动轴并不会对其做出响应。

主从式同步方案将多个运动轴划分成主轴和从轴，其结构如图2所示。在该方案中，从轴的参考输入信号来自于主轴的输出，从轴可以参考主轴的速度或者转矩(当主从轴都是矢量控制时)。由此可知，一旦主轴因负载扰动而改变速度，从轴可以对其做出相应的调节，以此来减小同步误差，但是，当从轴受到扰动时，主轴却不会对其做出任何响应，导致同步误差得不到及时修正。与此同时，这种主从式同步也会导致从轴的运动在时间上滞后于主轴，因此存在一定局限性。

发明内容

本发明的示例性实施例的目的在于提供一种多轴同步变桨控制方法、装置以及系统，以克服上述至少一种缺陷。

在一个总体方面，提供一种多轴同步变桨控制方法，该方法包括：获取同一时刻各运动轴的拟同步变量的实测值；基于各运动轴的所述拟同步变量的实测值，确定各运动轴针对所述拟同步变量的补偿值；将各运动轴针对所述拟同步变量的补偿值分别施加到对应运动轴的控制器，以控制各运动轴实现同步运动。

可选地，基于各运动轴的所述拟同步变量的实测值，确定各运动轴针对所述拟同步变量的补偿值，可包括：基于各运动轴的所述拟同步变量的实测值，确定所述拟同步变量的估计值；计算各运动轴的所述拟同步变量的实测值与估计值的差值，将所述差值作为对应运动轴的补偿值。

可选地，基于各运动轴的所述拟同步变量的实测值，确定所述拟同步变量的估计值，可包括：通过将各运动轴的所述拟同步变量的实测值输入多轴运动变量估计模型，获得所述拟同步变量的估计值。

可选地，可通过以下方式对所述多轴运动变量估计模型进行训练：获取各运动轴的所述拟同步变量在同一历史时刻的历史实测值；确定所述拟同步变量的期望值；将所述拟同步变量的历史实测值作为所述多轴运动变量估计模型的输入，将所述拟同步变量的期望值作为所述多轴运动变量估计模型的输出，对所述多轴运动变量估计模型进行训练。