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专利号: 2019111753341
申请人: 湖南工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于总量一致的多电机抗饱和滑模跟踪控制方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、根据永磁无刷电机电压、转矩平衡方程,考虑参数摄动和负载转矩扰动,建立多电机牵引系统的数学模型;多电机牵引系统的数学模型为:式中,

其中, 为电机齿轮箱的输出角速度, 为角加速度, 为电机输出转矩,, , , 为等效惯性力矩,为等效粘滞阻尼常数, ,

, 和 分别表示电枢

电路的电阻和电感, 为反电动势常数, 为齿轮箱的传动比, 和 分别表示电机和齿轮头的转动惯量, 和 分别表示电机和齿轮头的粘滞摩擦系数, 为电机转矩常数;

S2、根据多电机牵引系统的数学模型,设计滑模干扰观测器,观测出由参数摄动和负载转矩扰动合并而成的未知复合干扰值;滑模干扰观测器为:,式中: 为相应状态的估计值,

, 为符号函数, 和 为待设计的正常数;

S3、根据多电机牵引系统数学模型的相关参数,设计辅助抗饱和系统;辅助抗饱和系统为:式中: 为辅助系统状态, 为辅助系统输出, 为待设计的系数,是一个小的正常数, , 为滑模面,常数 ;

S4、结合滑模变结构理论,引入干扰观测值和辅助系统状态,设计出总量协同跟踪控制器;设计出总量协同跟踪控制器为:其中, 和 为待设计参数, 。

2.根据权利要求1所述的基于总量一致的多电机抗饱和滑模跟踪控制方法,其特征在于,在步骤S1中永磁无刷电机电压、转矩平衡方程为:其中: , 分别表示电枢电路的电阻和电感,为电枢电流, 为电机齿轮箱的输出角速度, 为电枢电路输入端口的电压, 为反电动势常数, 为齿轮箱的传动比, 和分别表示电机和齿轮头的转动惯量, 和 分别表示电机和齿轮头的粘滞摩擦系数,为电机转矩常数, 为负载转矩, 为电机输出转矩。

3.根据权利要求1所述的基于总量一致的多电机抗饱和滑模跟踪控制方法,其特征在于,在步骤S2中未知复合干扰的观测值为:,

式中, 为未知复合干扰的估计值。

4.根据权利要求1所述的基于总量一致的多电机抗饱和滑模跟踪控制方法,其特征在于,不仅适用于单电机输入饱和问题,同时也适用于多电机牵引系统中多个电机均输入饱和的情况。

5.根据权利要求1所述的基于总量一致的多电机抗饱和滑模跟踪控制方法,其特征在于,控制目标为:多电机系统通过总量协同控制协议,协调各电机转矩输出,使各电机输出转矩总和,在有限时间 内与设定牵引特性曲线趋于一致,即:式中, 为给定牵引曲线,为滑模收敛到原点的有限时间。