[发明专利]一种双电机同步控制装置及方法

权利要求书

1.一种双电机同步控制装置，其特征在于，包括：

嵌入式控制器、FPGA控制器、主电机驱动电路、从电机驱动电路、主电机、从电机、主电机传感器和从电机传感器；

所述嵌入式控制器与FPGA控制器通过总线相连接，所述FPGA控制器分别与所述主电机驱动电路和所述从电机驱动电路相连接，所述主电机与所述主电机驱动电路相连接，所述主电机传感器与所述主电机相连接，所述从电机与所述从电机驱动电路相连接，所述从电机传感器与所述从电机相连接。

2.根据权利要求1所述的双电机同步控制装置，其特征在于，包括：

所述主电机传感器，用于分别将所述主电机的运行状态数据传输至所述嵌入式控制器和FPGA控制器；

所述从电机传感器，用于分别将所述从电机的运行状态数据传递至所述嵌入式控制器和所述FPGA控制器；

所述主从电机传感器，用于将运行状态数据传输至所述嵌入式控制器和所述FPGA控制器，并进行伺服系统的闭环控制和双电机同步闭环控制。

3.根据权利要求2所述的双电机同步控制装置，其特征在于，包括：

所述嵌入式控制器，用于完成所述主电机和所述从电机的伺服系统的位置环闭环控制；

所述嵌入式控制器，用于完成同步控制并进行同步误差补偿。

4.根据权利要求3所述的双电机同步控制装置，其特征在于，包括：

所述嵌入式控制器的输出结果，作为所述FPGA控制器的速度环输入。

所述FPGA控制器，用于发出所述主电机驱动电路和所述从电机驱动电路的控制信号，并控制所述主电机和所述从电机同步运行；

所述FPGA控制器，用于独立完成所述主电机和所述从电机的伺服系统的速度环与电流环的闭环控制。

5.一种双电机同步控制方法，其特征在于，所述方法用于一种双电机同步控制装置，

所述装置包括：嵌入式控制器、FPGA控制器、主电机驱动电路、从电机驱动电路、主电机、从电机、主电机传感器和从电机传感器；所述嵌入式控制器与FPGA控制器通过总线相连接，所述FPGA控制器分别与所述主电机驱动电路和所述从电机驱动电路相连接，所述主电机与所述主电机驱动电路相连接，所述主电机传感器与所述主电机相连接，所述从电机与所述从电机驱动电路相连接，所述从电机传感器与所述从电机相连接；

所述方法包括：

所述主电机和所述从电机的伺服系统，同时接受所述FPGA控制器发出的同一控制指令，并进行所述主电机和所述从电机的伺服系统的位置的闭环控制；

在所述嵌入式控制器上运行改进型自抗扰控制器，并通过所述改进型自抗扰控制器，对所述主电机和所述从电机的控制系统中的内外扰动进行观测，得到扰动数据后进行扰动补偿；

所述主电机传感器和所述从电机传感器，分别将当前各自的速度数据，反馈至所述嵌入式控制器；

所述嵌入式控制器根据主从电机速度误差进行分数阶PI^αD^λ控制，并对其进行同步误差补偿；

所述嵌入式控制器的伺服系统位置环输出与补偿信息，输出至所述FPGA控制器，并作为所述主电机和所述从电机的伺服系统的速度环的输入；

所述FPGA控制器同时向所述主电机驱动电路和所述从电机驱动电路，发送矢量脉宽调制(SVPWM)控制信号，控制所述主电机和所述从电机同步运行。

6.根据权利要求5所述的双电机同步控制方法，其特征在于，还包括：

通过所述改进型自抗扰控制器，将所述主电机和所述从电机的控制系统的内外扰动提前观测，并进行补偿处理；

同时，通过所述改进型自抗扰控制器，对所述主电机和所述从电机的控制系统的同步误差进行补偿。

7.根据权利要求6所述的双电机同步控制方法，其特征在于，建立所述改进型自抗扰控制器的运行过程包括：

通过所述扩张状态观测器(ESO)，将影响系统输出的扰动扩张成新的状态变量进行观测，其中，新的状态变量包括系统内外扰动；

构建分数阶控制器，对所述主电机和所述从电机的控制系统的同步误差进行补偿。