双永磁同步电机驱动系统转速同步控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种双永磁同步电机驱动系统转速同步控制方法：建立永磁同步电机的离散数学模型：包括永磁同步电机在d‑q轴坐标系下的电压方程和电磁转矩方程，以及永磁同步电机的运动方程；基于滑模控制原理，分别对两台永磁同步电机的转速环控制器进行设计，均设计为积分型滑模速度控制器；基于交叉耦合原理设计速度同步控制器，分别对两台永磁同步电机的电流环进行补偿。本发明专利技术对于负载扰动具有较好的鲁棒性和快速性，能够有效提升双电机驱动系统的转速跟踪和同步性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多电机速度协同控制领域，更具体的说，是涉及一种双永磁同步电机驱动系统转速同步控制方法。
技术介绍
在大型数控转台、雷达天线、龙门起重机等大功率、大转矩负载场合，为减小电机体积、降低成本，同时满足输出功率的需求，常采用两台电机或者多台电机共同驱动负载的方式，而多台电机间转速同步性能的好坏将直接影系统的可靠性和控制精度。电气传动系统中使用的交流电机主要包括异步电机和永磁同步电机，而永磁同步电机(Permanentmagnetsynchronousmotor，PMSM)以其体积小、重量轻、功率密度高、可靠性好、控制性能优越等优点在电机调速系统中得到了广泛应用。当采用两台电机共同驱动负载时，由于两条传动链的抗扭特性差异以及两台电机所受负载扰动不同等因素，电机之间很可能存在转速偏差出现失同步现象，极易激发差速振荡而影响系统的稳定性，严重时还会造成单台电机过载甚至机械轴断裂，因此必须采取一定的控制方法来加强两台驱动电机之间的转速同步性能。传统的双电机转速同步控制方法通常采用双PI并行控制，即两台电机之间采用并行运行方式，具有相同的转速参考输入，两台电机的控制系统均采用电流、转速双本文档来自技高网...

【技术保护点】
双永磁同步电机驱动系统转速同步控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，建立永磁同步电机的离散数学模型：包括永磁同步电机在d‑q轴坐标系下的电压方程和电磁转矩方程，以及永磁同步电机的运动方程；步骤二，基于滑模控制原理，分别对两台永磁同步电机的转速环控制器进行设计，均设计为积分型滑模速度控制器；步骤三，基于交叉耦合原理设计速度同步控制器，分别对两台永磁同步电机的电流环进行补偿。

【技术特征摘要】
1.双永磁同步电机驱动系统转速同步控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，建立永磁同步电机的离散数学模型：包括永磁同步电机在d-q轴坐标系下的电压方程和电磁转矩方程，以及永磁同步电机的运动方程；步骤二，基于滑模控制原理，分别对两台永磁同步电机的转速环控制器进行设计，均设计为积分型滑模速度控制器；步骤三，基于交叉耦合原理设计速度同步控制器，分别对两台永磁同步电机的电流环进行补偿。2.根据权利要求1所述的双永磁同步电机驱动系统转速同步控制方法，其特征在于，所述步骤一中永磁同步电机在d-q轴坐标系下的电压方程为：ud(k)=Rid(k)-ωe(k)Lqiq(k)+Ldid(k+1)-id(k)Tsuq(k)=Riq(k)+ωe(k)(Ldid(k)+ψf)+Lqiq(k+1)-iq(k)Ts]]>永磁同步电机在d-q轴坐标系下的电磁转矩方程为：Te(k)=32p[ψfiq(k)+(Ld-Lq)id(k)iq(k)]=32pψfiq(k)]]>永磁同步电机的运动方程为：Te(k)-TL(k)=Jpωe(k+1)-ωe(k)Ts+Bpωe(k)]]>其中，ud(k)为k时刻电机的d轴电压分量；uq(k)为k时刻电机的q轴电压分量；R为电机的定子绕组电阻；id(k)为k时刻电机的d轴电流分量；iq(k)为k时刻电机的q轴电流分量；ωe(k)为k时刻电机转子的电角速度；Ld为电机的d轴电感；Lq为电机的q轴电感；ψf为电机的永磁体与定子交链磁链；id(k+1)为k+1时刻电机的d轴电流分量；iq(k+1)为k+1时刻电机的q轴电流分量；Ts为系统采样周期；Te(k)为k时刻电机的电磁转矩；p为电机的极对数；TL(k)为k时刻电机的负载转矩；J为电机的转动惯量；ωe(k+1)为k+1时刻电机转子的电角速度；B为电机的摩擦系数。3.根据权利要求1所述的双永磁同步电机驱动系统转速同步控制方法，其特征在于，所述步骤二中积分型滑模速度控制器的具体设计过程为：取永磁同步电机控制系统的离散状态变量为：x1(k)=ω*-ωi(k)x2(k)=TsΣk=-∞t[ω*-ωi(k)],i=1,2]]>永磁同步电机控制系统的离散状态方程为：x1(k+1)-x1(k)Ts=-ωi(k)+ωi(k-1)=-3pψf2Jiqi(k)+BJωi(k)+TLi(k)Jx2(...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏长亮，李莉，王志强，谷鑫，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12