[发明专利]多电机同步力控方法及系统

说明书

本发明提供了一种多电机同步力控方法及系统，其方法包括步骤，获取多电机的总期望力；根据多电机中各个电机的特性，计算各个电机的子期望力；设置用于控制各个电机按照对应的所述子期望力进行运行的外反馈环路，并以各个电机的同步性误差作为所述外反馈环路的反馈项；设置用于控制各个电机按照对应的所述子期望力进行运行的内反馈环路，并以各个电机的输出力误差作为所述内反馈环路的反馈项。该方案能够在实现精确力控的前提下，保证多电机运动的同步性，实现大功率的精确力控输出，满足实际工业需求。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，尤指一种多电机同步力控方法及系统。

背景技术

在很多工业场景中，存在多电机同步运行的需求，例如在一个高度受限的机构中，需要输出一个大力矩，若采用单个大功率电机不能满足安装要求，此时可以采用多个电机并联同步运行来满足需求。

电机同步运行时对电机的同步性有很高的要求，目前大部分方案只考虑了多电机同步的位控模式，即驱使每个电机输出相同的期望运动轨迹。根据控制策略的不同，可以分成同等控制、主从控制、相邻耦合控制、交叉耦合控制、虚拟主轴控制、偏差耦合控制等。但是，多电机同步力控，既要求可以精确力控，又要满足各电机的位移、速度同步性，相当于是多电机的力/位混合控制，其难度更高；且传统的通过电流或安装力传感器测量电机输出力矩的方案因为成本过高而应用场景有限。因此，需要一种能够在精确力控的同时，保证多电机运动同步性的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种多电机同步力控方法及系统，解决现有技术中多电机的力/位混合控制难度较高，且成本过高的问题。

本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种多电机同步力控方法，包括步骤，

获取多电机的总期望力；

根据多电机中各个电机的特性，计算各个电机的子期望力；

设置用于控制各个电机按照对应的所述子期望力进行运行的外反馈环路，并以各个电机的同步性误差作为所述外反馈环路的反馈项；

设置用于控制各个电机按照对应的所述子期望力进行运行的内反馈环路，并以各个电机的输出力误差作为所述内反馈环路的反馈项。

在进行大功率的力控输出时，通过获取多电机的目标总期望力，以及各个电机的特性，能够计算出各个电机的子期望力，同时，在分别控制各个电机按照对应的子期望力进行运行时，通过设置外反馈环路和内反馈环路，并以各个电机的同步性误差作为外反馈环路的反馈项，以各个电机的输出力误差作为内反馈环路的反馈项，能够在有限空间内实现精确的力控，且保证多电机运动的同步性，能够满足更多的工业需求。

具体的，通过总期望力分配每个电机的期望力曲线，并使每个电机按照期望的力执行，能够实现精确控制，且使得各电机的位移、速度保持高同步性。

另外，通过两个环路实现控制，内环路为高速力反馈回路，根据电机输出力误差设计控制率，使电机按照对应的子期望力输出，外环路为低速运动同步性误差回路，根据各电机位移、速度的差异设计控制率，进一步使各电机保持同步运行。

在一些实施方式中，所述的以各个电机的同步性误差作为所述外反馈环路的反馈项，具体包括：

通过设置在电机内的编码器实时测量各个电机的位移和速度；

根据各个电机的位移和速度，计算各个电机的同步性误差；

将所述同步性误差作为所述外反馈环路的反馈项。

在计算同步性误差时，可以通过设置在电机内的编码器实时测量各个电机的位移和速度，通过比较各个电机的位移和速度，计算各个电机的同步性误差。

在一些实施方式中，还包括：预设所述外反馈环路的控制参数；