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专利号: 2020106537769
申请人: 湖南工业大学(CN)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
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:

1.一种基于虚拟总轴的总量协同一致抗饱和控制方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、设计多电机抗饱和控制系统模型;

S2、得到多电机抗饱和控制系统状态方程;

T

其中,xj=[x1j,x2j,x3j], dj=[0 d1j  d2j]T为时变的复合干扰;d1j=-Δa0jx1j-Δa1jx2j+Δbjuj*+fj,参数摄动值Δa0j、Δa1j、Δbeqj、Δbj以及状态变量在工程实际中是有界的;

S3、设计虚拟控制器;虚拟控制器表达式为:

其中,ε0为正常数,sgn(·)为符号函数,D0为已知的非负值且D0≥|d0|;

S4、设计总量协同一致抗饱和控制器;总量协同一致抗饱和控制器表达式为:其中,式中,εj(j=1,2,...,n)为正常数,Dj为已知的非负值且Dj≥|dj|;

S5、仿真验证本方法有效性与稳定性。

2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟总轴的总量协同一致抗饱和控制方法,其特征在于,在步骤S1中设计虚拟控制器和总量协同一致抗饱和控制器,使得系统总牵引转矩跟踪误差收敛至一定范围内,维持多电机系统牵引动力总量协同一致,具体表达式为:其中,T2为总量协同一致误差收敛时间,为有界函数。

3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟总轴的总量协同一致抗饱和控制方法,其特征在于,在步骤S3中先采用非奇异终端滑模控制方法设计得到虚拟控制器。

4.根据权利要求1所述的一种基于虚拟总轴的总量协同一致抗饱和控制方法,其特征在于,在步骤S3中设计虚拟控制器先选取滑模面,滑模面的表达式为:其中,eξ(t)=Tref(t)-Td(t)。

5.根据权利要求1所述的一种基于虚拟总轴的总量协同一致抗饱和控制方法,其特征在于,在步骤S4中设计总量协同一致抗饱和控制器时先设计抗饱和补偿器,抗饱和补偿器表达式为:其中,λj为补偿变量,β为正常数,γ1,γ2(γ1<γ2)为正奇数,k≥||uj*(t)-uj(t)||。

6.根据权利要求5所述的一种基于虚拟总轴的总量协同一致抗饱和控制方法,其特征在于,在设计抗饱和补偿器时选取非奇异终端滑模面,非奇异终端滑模面表达式为:其中,ej为抗饱和补偿器作用下的牵引转矩误差,即

7.根据权利要求1所述的一种基于虚拟总轴的总量协同一致抗饱和控制方法,其特征在于,在步骤S5中利用Lyapunov函数来证明系统稳定性和本方法的有效性。

8.根据权利要求1所述的一种基于虚拟总轴的总量协同一致抗饱和控制方法,其特征在于,在步骤S5中,仿真实验采用5台电机作为仿真对象,5台电机各个参数均不相同。

9.根据权利要求1所述的一种基于虚拟总轴的总量协同一致抗饱和控制方法,其特征在于,在步骤S5中,仿真过程分为两个不同类型仿真实验,第一个是正常工况下的仿真实验,第二个是工况恶劣下的仿真实验。