[发明专利]一种多电机速度同步控制方法

说明书

本发明提供一种阿胶制粒机多电机速度同步控制方法，本发明采用均值耦合非奇异全局快速Terminal滑模控制方法。所属方法包括：阿胶制粒机多电机运行过程中，电机之间耦合程度低、同步性差，影响阿胶制粒质量，设计均值耦合函数，实现多电机运行过程的速度耦合控制；设计非奇异全局快速Terminal滑模速度同步控制器，使各电机速度同步控制系统响应速度提高，实现制粒机速度同步误差及其变化率在有限时间内收敛至零，改善系统的稳态精度；当单台电机因负载突变或扰动因素引起速度波动，速度同步控制器对电机间同步误差快速补偿，达到降低同步误差，提高多电机驱动系统动态性能。

技术领域

本发明涉及阿胶珠饮片生产设备的控制领域，具体提供一种阿胶制粒机多电机速度同步控制方法。

背景技术

“工业4.0”的提出，国家在中药产业方面出台了一系列政策，中药饮片生产现代化问题备受关注，阿胶珠炮制工艺逐渐由半自动化向自动化、智能化炮制工艺转变，随着阿胶珠质量指标的提高，对阿胶制粒机制粒质量提出了更高的技术要求。阿胶制粒机多电机运行过程中，电机之间耦合程度低、同步性差，影响阿胶制粒质量；相较于多电机主从控制，设计均值耦合函数，使各电机之间转速实现耦合；与相邻交叉耦合相比，均值耦合控制弥补了局部耦合的不足；与传统的闭环控制相比，非奇异全局快速Terminal滑模控制结构简单、鲁棒性和适应性强，且参数整定对模型依赖性小，能够更好的保持电机运行的稳定性，系统速度同步误差能够在有限时间内收敛为零。采用均值耦合非奇异全局快速Terminal滑模控制方法，能够有效提高阿胶制粒机电机多电机运行的同步性，改善控制系统动态响应速度，减小速度同步误差。

发明内容

本发明的目的是提出一种阿胶制粒机多电机速度同步控制方法，主要解决阿胶制粒机多电机运行速度同步性差、控制系统响应速度慢的问题。本发明采用均值耦合非奇异全局快速Terminal滑模控制方法，使控制系统速度同步误差在有限时间内收敛至零，使制粒机各个电机速度同步控制响应速度提高，速度同步误差减少。其技术内容包括：

针对阿胶制粒机多电机运行过程，电机之间耦合程度低，造成同步性差，提出了一种阿胶制粒机多电机速度同步控制方法，采用均值耦合非奇异全局快速Terminal滑模控制方法，通过设计均值耦合函数，实现多电机运行过程的耦合控制；通过对非奇异全局快速Terminal滑模控制器进行设计，提高控制系统响应速度，减小速度同步误差。其特征在于：具体实施步骤包括：

步骤一、建立阿胶制粒电机数学模型和机械运动方程，以获取电机转速与电流控制量的数学关系，其过程为：

阿胶制粒电机为三相异步电动机，其数学模型的状态方程为：

式中，x＝[i_ds i_qs ψ_dr ψ_qr]^T，v＝[v_ds v_qs]^T，m＝1/(σL_s)，λ＝mL_m/L_r，c＝R_r/L_r，上标“·”表示导数，v_ds、i_ds分别为定子电压、电流d轴分量，v_qs、i_qs分别为定子电压、电流q轴分量，ψ_dr、ψ_qr分别为转子磁链d轴分量和q轴分量，R_s、L_s分别为定子电阻、电感，R_r、L_r分别为转子电阻、电感，L_m为定转子互感，ω₁为同步角速度，ω为转子电角速度。

将定子电流作为系统输出，系统输出方程为：

y＝Cx (2)

式中，