1.一种海洋绞车主动升沉补偿电传动系统给定转速实时补偿方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1)通过检测的母船升沉运动的瞬时加速度,对所述瞬时加速度求积分得母船升沉运动的速度信号,通过所得速度信号求得母船升沉运动周期;
步骤S2)对步骤S1的速度信号进行运算处理得到海洋绞车主动升沉补偿控制中对应于其传动电机的转速信号,并将其作为传动电机的初始给定转速,实时检测传动电机的瞬时转矩,计算该传动电机在当前升沉运动周期中的平均转矩;
步骤S3)以步骤S2所得平均转矩作为传动电机在下一个升沉运动周期中的参考转矩,同时实时检测传动电机在当前采样周期的瞬时转矩,得传动电机在当前采样周期的转矩偏差;
步骤S4)将步骤S3所得转矩偏差经基于重复控制的复合控制算法处理,得传动电机在当前采样周期的转速补偿值;
步骤S5)将步骤S4所得转速补偿值对传动电机当前采样周期的初始给定转速进行补偿,得传动电机在当前采样周期补偿后的给定转速;
步骤S6)根据步骤S5所得补偿后的给定转速对传动电机实施高性能调速控制,使其实际转速准确跟踪其给定转速,即可实现海洋绞车主动升沉补偿控制的高精度同步控制目标。
2.根据权利要求1所述的海洋绞车主动升沉补偿电传动系统给定转速实时补偿方法,其特征在于,步骤S1)中获得母船升沉运动周期的具体步骤为:步骤S1‑1)通过加速度传感器实时检测母船升沉运动的加速度信号,并通过对该加速度信号进行积分运算处理,得到母船升沉运动对应的速度信号;
步骤S1‑2)根据当前采样周期母船升沉运动的速度信号,并将其与上一采样周期的速度信号进行比较,得到相应的速度偏差,具体如下:Δv(k)=v(k)‑v(k‑1) (1)式中:v(k)和v(k‑1)分别为当前采样周期和上一采样周期母船升沉运动的速度信号;
步骤S1‑3)判断两相邻速度偏差Δv(k‑1)和Δv(k)是否满足:Δv(k‑1)小于0且Δv(k)大于0;如果满足该条件,则以下一采样时刻为定位点;
步骤S1‑4)当微控制器捕获到定位点时,将控制定时器模块清零并启动定时器模块开始计时,同时继续检测下一个满足上述条件的定位点;当捕获到下一个满足条件的定位点时,记录并保存定时器模块中的时间值T,该时间值即为当前母船升沉运动的周期,同时微控制器将再次控制定时器模块清零并重新启动定时器模块计时,如此周而复始,从而可获得母船升沉运动所对应的所有周期值。
3.根据权利要求1所述的海洋绞车主动升沉补偿电传动系统给定转速实时补偿方法,其特征在于,步骤S2)中得到传动电机在当前母船升沉运动周期中的平均转矩,具体公式为:
*
式中:Te 为传动电机在当前母船升沉运动周期中的平均转矩,Tei为当前母船升沉运动周期中采集的第i个瞬时转矩,m为当前母船升沉运动周期中所采集的瞬时转矩个数。
4.根据权利要求3所述的海洋绞车主动升沉补偿电传动系统给定转速实时补偿方法,其特征在于,步骤S3)中得到传动电机在当前采样周期的转矩偏差,具体公式为:*
ΔTe(k)=Te(k)‑Te (3)*
式中:ΔTe(k)为当前采样周期的转矩偏差,Te(k)为前采样周期的瞬时转矩,Te为当前母船升沉运动周期中的参考转矩。
5.根据权利要求4所述的海洋绞车主动升沉补偿电传动系统给定转速实时补偿方法,其特征在于,步骤S4)中将所得转矩偏差经基于重复控制的复合控制算法处理,得到传动电机在当前采样周期的转速补偿值,具体为:基于重复控制的复合控制算法包括重复控制和数据处理两部分,所述转矩偏差ΔTe(k)首先经重复控制延时补偿后,再经数据处理部分运*
算处理得到传动电机在当前采样周期的转速补偿值Δn(k)。
6.根据权利要求5所述的海洋绞车主动升沉补偿电传动系统给定转速实时补偿方法,其特征在于,所述数据处理部分的具体公式为:式中:Ts为采样周期,ΔTe1(k)为转矩偏差ΔTe(k)经重复控制延时补偿后所得转矩偏差,J为电机转动惯量,B为摩擦系数,n(k)和n(k‑1)分别为当前采样周期和上一采样周期电*
机的初始给定转速,Δn(k‑1)为上一采样周期初始给定转速的补偿值。
7.根据权利要求6所述的海洋绞车主动升沉补偿电传动系统给定转速实时补偿方法,其特征在于,步骤S5)中得到传动电机在当前采样周期补偿后的给定转速,具体公式为:* *
n(k)=n(k)+Δn(k) (5)* *
式中:n (k)、n(k)和Δn (k)分别为传动电机在当前采样周期补偿后的给定转速、初始给定转速和初始给定转速的补偿值。