[发明专利]重载起动控制方法及系统

说明书

本发明提供一种重载起动控制方法及系统，解决现有车载机电伺服系统在重载起动环节无法实现稳定控制的问题。该系统包括：第一工作状态下：模拟量采集模块采集旋转变压器和电流传感器输出信号；多圈位置解算模块基于首次旋转变压器位置信号计算得到多圈连续计数位置信号；位置环控制模块基于当前时刻的多圈计数位置得到位置环控制输出；速度环控制模块基于当前时刻的多圈连续计数位置信号、位置环控制输出计算第一速度环控制量；电流环控制模块基于第一速度环控制量计算电流环控制输出量；第二工作状态下，模拟量采集模块、电流环控制模块与第一工作状态下一致，速度环控制模块基于外部输入的速度指令与旋转变压器输出信号计算第二速度环控制量。

技术领域

本发明属于伺服控制技术领域，涉及一种重载起动控制方法及系统，尤其是一种利用旋转变压器位置信号作为反馈信息的重载起动控制方法及系统。

背景技术

地面大功率车载发射设备是航空航天领域飞行器发射系统的重要组成部分，承担着飞行器车载平台姿态调平、起竖架升起与降落的任务，是实现飞行器顺利发射的重要保障。根据实际发射任务与环境需求，飞行器发射平台主要包括地面固定发射平台、地下井式发射平台、水下发射平台、车载移动发射平台等。由于车载移动发射平台具有机动性强、灵活性好、展开速度快、环境适应性强等诸多优势，已成为飞行器发射系统主流配置方案，是未来移动发射平台的重要发展方向。

传统的车载发射平台伺服系统主要由多个液压作动器组成，利用电液阀控伺服技术实现液压缸两腔油压的调整，推动作动器伸出或缩回，具有能量密度大、无卡死风险、液压伺服技术成熟等优势，是目前大多数发射平台所采用的伺服系统方案。随着整车全电化技术发展，电动伺服正逐步取代传统液压伺服，电动伺服具有系统体积小、维护性强、可靠性高等优势，特别是在高低温等严酷环境下环境适应性突出，是下一代车载发射系统主要发展方向。

作为车载电动伺服系统的核心单元，永磁同步电机是作动系统的能量与运动形式来源，其高速转动经过减速器减速后转化为低速大扭矩输出，再通过滚珠丝杠进行运动形式转换，推动负载直线运动。永磁同步电机的控制性能直接决定了伺服系统运动的稳定性与综合效能，实现高精度、快响应、强鲁棒性伺服控制是车载电动伺服系统可靠运行的重要保障。由于车载发射系统功率高、重量大，无论是调平系统还是起竖系统都面临着重载起动的特殊工况，这也是车载伺服系统区别于其他机电伺服系统的主要方面。具体而言，在伺服系统起动瞬间，系统重力载荷全部作用于伺服作动器，系统处于峰值载荷点，由于电机电流从起动初始零值建立至与峰值载荷平衡的峰值电流需要调节时间，作动器不可避免地在峰值载荷作用下出现瞬时跌落状态，极易激发系统产生剧烈振动，甚至跌落冲击损坏机械传动机构。

传统永磁同步电机常采用速度、电流双闭环控制方法，但由于起动瞬间转速较低，主要靠转速环积分量产生控制输出，响应特性难以兼容系统稳定性与快速性，容易造成系统跌落角度大、回调时间慢等问题。因此，解决车载伺服系统重载起动稳定控制问题是实现飞行器平稳、可靠发射的重要一环，也是车载伺服系统亟需解决的主要控制难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种重载起动控制方法及系统，以解决上述现有车载全电发射平台机电伺服系统在重载起动环节无法实现稳定控制的技术问题。

本发明解决问题的技术方案是：

根据一方面，提供一种重载起动控制系统，该重载起动控制系统包括模拟量采集模块、多圈位置解算模块、位置环控制模块、速度环控制模块和电流环控制模块，该重载起动控制系统还具有第一工作状态和第二工作状态，其中：

当重载起动控制系统在第一工作状态下时：

模拟量采集模块用于采集旋转变压器和电流传感器输出的信号，其中，旋转变压器输出的信号包括电机转速信号和电机位置信号；

多圈位置解算模块用于对模拟量采集模块第一次采集得到的电机位置信号进行多圈累积计算，将旋转变压器单圈计数转化为多圈连续计数，以获取各采样时刻的多圈连续计数位置信号；