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专利号: 2021107772525
申请人: 江苏科技大学
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:2025-12-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种水下航行器多电机协调控制方法,其特征在于,包括:当某一永磁同步电机转轴出现突变时,对数台永磁同步电机进行调控,具体步骤如下:步骤1:构建混合反馈补偿控制器,其中包括:速度反馈补偿控制器、电流反馈补偿控制器;

步骤2:获取所有永磁同步电机的转速,将转速作为混合反馈补偿控制器的输入信号;

步骤3:混合反馈补偿控制器中的速度反馈补偿控制器根据输入的转速信号输出同步转速信号;混合反馈补偿控制中的电流反馈补偿控制器根据输入的转速信号输出补偿电流信号;

步骤4:根据同步转速信号、补偿电流信号、额定控制电流对所有永磁同步电机进行转速调控,

当所有永磁同步电机的转速与同步转速信号中的转速不相同时,返回步骤2;

当所有永磁同步电机的转速与同步转速信号中的转速相同时,完成调控。

2.如权利要求1所述的水下航行器多电机协调控制方法,其特征在于,所述步骤1中速度反馈补偿控制器为:将模糊算法和PID算法结合搭建的模糊PI控制器。

3.如权利要求1或2所述的水下航行器多电机协调控制方法,其特征在于,所述步骤1中电流反馈补偿控制器为:一个耦合系数K。

4.如权利要求3所述的水下航行器多电机协调控制方法,其特征在于,所述耦合系数K满足:

其中,p为极对数;ψf为交链磁链;B为摩擦系数;a、b为常数。

5.如权利要求1所述的水下航行器多电机协调控制方法,其特征在于,所述步骤3中速度反馈补偿控制器根据输入的转速信号输出同步转速信号的具体方法为:将转速信号作为模糊PI控制器的输入,经模糊PI控制器调节后,输出同步转速信号,其中,模糊PI控制器的输入偏差e和偏差变化率ec分别为:其中,ni是第i电机输出转速,nl是除去ni外的第l个电机的输出转速,e(t)是在t时刻速度的偏差,e(t‑1)是t‑1时刻的偏差。

6.如权利要求1或5所述的水下航行器多电机协调控制方法,其特征在于,所述步骤3中电流反馈补偿控制器根据输入的转速信号输出补偿电流信号的具体方法为:将耦合系数K与转速信号对应的转速电流的乘积作为补偿电流信号。

7.一种水下航行器多电机协调控制系统,可以运行如权利要求1‑6中任一所述的水下航行器多电机协调控制方法,所述水下航行器多电机协调控制系统,其特征在于,包括:虚拟主轴控制模块、混合反馈补偿器模块,变频器模块、转速环控制器模块、电流环控制器模块、永磁同步电机;

所述虚拟主轴控制模块的输出端连接比例控制模块;所述比例控制器模块输出端连接转速环控制器模块;所述转速环控制器模块输出端和永磁同步电机输出端连接电流环控制器模块;所述电流环控制器模块输出端连接变频器模块;所述变频器模块输出端连接永磁同步电机模块;所述永磁同步电机输出端连接混合反馈补偿器模块;所述混合反馈补偿控制器模块输出端连接转速环控制器模块和电流环控制器模块;

所述虚拟主轴控制模块,用于接收所述永磁同步电机的输出转矩信号,并通过计算,将转速调节反馈信号到输出到所述比例控制模块;

所述混合反馈补偿器模块,用于接收所述永磁同步电机的输出转速信号,对从轴转速突变进行调节,通过计算补偿转速信号和电流信号;

所述变频器模块,基于所述电流环控制器模块产生的信号控制所述永磁同步电机模块;

所述转速环控制器模块,基于所述比例控制器模块、永磁同步电机和混合反馈补偿器模块产生的转速信号控制所述电流环控制器模块;

所述电流环控制器模块,基于所述转速环控制器模块、永磁同步电机模块和混合反馈补偿器模块产生的电流信号控制所述变频器模块;

所述永磁同步电机,基于所述变频器模块产生的信号输出转速信号和转矩模块控制所述转速环控制器模块、所述电流环控制器模块、所述混合反馈补偿器模块和所述虚拟主轴电机模块。

8.如权利要求7所述的水下航行器多电机协调控制系统,其特征在于,所述一种水下航行器多电机协调控制系统还包括:比例控制模块,比例控制模块的输入端连接虚拟主轴控制模块的输出端,比例控制模块的输出端连接转速环控制器模块输入端,所述比例控制模块,基于所述虚拟主轴电机模块的转速调节反馈信号控制所述转速环控制器模块。

9.如权利要求7所述的水下航行器多电机协调控制系统,其特征在于,转速环控制器模λ λ

块为:模糊分数阶PI 控制器;所述模糊分数阶PI 控制器通过模糊控制方法、分数阶方法以及PID控制方法组成,用于对同步转速信号进行调控,输出电流信号给电流环控制器模块。