[发明专利]一种同步时间可控的多电机位置同步控制方法及系统

权利要求书

1.一种同步时间可控的多电机位置同步控制方法，其特征在于，包括：

1)接收同步时间和给定机械位置角；

2)采集子电机定子电流、实时转子位置角和转速；

3)根据转子位置角和转速，定义状态变量；

4)根据状态变量和子电机运动方程建立子电机系统的非线性二阶方程；

5)定义误差向量，并根据误差向量和同步时间设计滑模函数；

6)根据子电机系统的非线性二阶方程、滑模函数和滑模趋近律设计子电机位置转速联合控制律模型，得到q轴输出电流控制给定量且采用的滑模趋近律的函数表达式为：

上式中，为s_i的导数，k_i为第i台子电机给定系数，s_i为滑模函数，sgn(s)为符号函数，且符号函数sgn(s)采用符号饱和函数，所述符号饱和函数的函数表达式为：

上式中，sat(s_i)表示符号饱和函数，h＝1/Δα，Δα为饱和函数的边界层；

步骤6)中设计子电机位置转速联合控制律模型的函数表达式为：

上式中，表示第i台子电机q轴输出电流控制给定量，J为转动惯量，P_n为极对数，为永磁体磁链，b_i为滑模函数常系数，为机械角速度、给定机械角速度之间的差值，表示terminal多项式函数q(t)的一阶导数，B为阻尼系数，x_i2为状态变量，为状态变量x_1d的导数，表示terminal多项式函数q(t)的二阶导数，sat(s)表示符号饱和函数；

7)令d轴输出电流控制给定量为零，分别将d、q轴输出电流控制给定量和输入到PI电流补偿控制器的PI部分生成初始d、q轴电压控制量u′_id(t)和u′_iq(t)；且PI电流补偿控制器的补偿部分根据实时d、q轴电流和实时转速ω_im对初始d、q轴电压控制量u′_id(t)和u′_iq(t)进行补偿，得到d、q轴控制量和并根据d、q轴控制量和生成子电机的控制信号以控制子电机的运行。

2.根据权利要求1所述的同步时间可控的多电机位置同步控制方法，其特征在于，步骤3)中定义的状态变量如下：

上式中，x_i1和x_i2为第一组状态变量，为状态变量x_i1的导数，x_1d和x_2d为第二组状态变量，θ_im为第i台子电机的机械位置角，为θ_im的导数，ω_im为第i台子电机的机械角速度，为给定机械位置角，为给定机械角速度。

3.根据权利要求1所述的同步时间可控的多电机位置同步控制方法，其特征在于，所述子电机为永磁伺服电机，步骤4)中子电机运动方程的函数表达式为：

上式中，J为转动惯量，ω_im为第i台子电机的机械角速度，T_ie为第i台子电机的电磁转矩，T_iL为第i台子电机的负载转矩，B为阻尼系数，P_n为极对数，为永磁体磁链，i_iq为第i台子电机定子电流的q轴分量；步骤4)中建立子电机系统的非线性二阶方程的函数表达式为：

上式中，x_i1和x_i2为第一组状态变量，为状态变量x_i1的导数，为状态变量x_i2的导数，ω_im为第i台子电机的机械角速度，为ω_im的导数，B为阻尼系数，J为转动惯量，P_n为极对数，为永磁体磁链，i_iq为第i台子电机定子电流的q轴分量，T_iL为第i台子电机的负载转矩。