基于位置补偿的网络化多直线开关磁阻电机跟踪控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于位置补偿的网络化多直线开关磁阻电机跟踪控制系统，包括直线开关磁阻电机LSRM、电机控制模块、编码器、通信单元和控制器，所述通信单元通过通信网络实现信息的网络化输入输出；所述控制器分别连接所述电机控制模块和所述编码器，所述电机控制模块连接所述直线开关磁阻电机LSRM，用于控制所述直线开关磁阻电机LSRM进行位置补偿，通过编码器收集直线开关磁阻电机LSRM节点的位置信息，并通过网络通信反馈给控制器，进而根据该位置信息计算调整向所述直线开关磁阻电机LSRM每一相输出的实际电流，实现所述直线开关磁阻电机LSRM的位置补偿，使多个直线开关磁阻电机LSRM间的相对位置误差值更小，实现在网络诱导时延情况下，仍然能保证多直线开关磁阻电机LSRM之间良好的位置跟踪控制。

【技术实现步骤摘要】
基于位置补偿的网络化多直线开关磁阻电机跟踪控制系统
本专利技术涉及多直线开关磁阻电机跟踪控制
，尤其涉及一种基于位置补偿的网络化多直线开关磁阻电机跟踪控制系统。
技术介绍
随着智能高精度设备和高集成控制芯片的快速发展，直线开关磁阻电机以其快速、高精度和可批量处理等性能在现代工业应用领域得到广泛使用，以及多维线性定位操作在印刷电路板钻孔、零件装配、芯片制造和工件表面涂装等相关技术操作中的运用。在工业中运用的直驱直线电机，直线开关磁阻电机与直线永磁同步电机相比较，机械结构更简单，功能更强大。因而，近些年，直线开关磁阻电机控制系统吸引了许多研究人员，并进行了很多研究。比如，为了估计对准位置，结合相电感斜率零交叉点估计方法，提出了变压器电动势和运动电动势交叉点估计方法；为应用于电动汽车，提出了一种宽调速范围的开关磁阻电机；研究了一种基于查表的三相6/4结构开关磁阻电机的磁链密度波形预测方法；针对开关磁阻电机的电流控制问题，提出了一种基于随机模型预测控制的电感表面估计和学习方法。针对三直驱双边直线开关磁阻电机的集群运动控制系统，提出了一种协调跟踪控制方法。当前在直线开关磁阻电机LSRM上的研究范围很宽，有电流控制、磁密控制、位置估计、集群控制、传感器故障容错控制和调速控制等等。但是，一系列网络化控制系统的出现(NCS)，与传统的点对点控制系统相比，具有低成本、易安装和低维护等多个优点，已经成功运用到电网、无人汽车、飞船和远程任务执行等多个工业领域。而目前，很少有研究网络化电机控制系统以及如何把通信网络很好的运用于直线开关磁阻电机中，更不用说把通信网络运用于多直线开关磁阻电机中。同时，还有一些在网络化电机控制系统中由通信网络引起的具有挑战性的问题没有得到充分的研究，比如网络诱导时延、丢包和量化等问题，其中时延为需研究和解决的主要问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是针对
技术介绍
及其存在的技术问题，设计一种基于位置补偿的网络化多直线开关磁阻电机跟踪控制系统，实现在网络诱导时延情况下，仍然能实现多电机之间良好的位置跟踪控制。本专利技术提供了一种基于位置补偿的网络化多直线开关磁阻电机跟踪控制系统，包括直线开关磁阻电机LSRM、电机控制模块、编码器、通信单元和控制器，所述通信单元通过通信网络实现信息的网络化输入输出；所述控制器分别连接所述电机控制模块和所述编码器，用于接收所述编码器收集的直线开关磁阻电机节点的位置信息，并向所述电机控制模块发送位置补偿调整指令；所述电机控制模块连接所述直线开关磁阻电机LSRM，用于控制所述直线开关磁阻电机LSRM进行位置补偿。可选的，所述一种基于位置补偿的网络化多直线开关磁阻电机跟踪控制系统还包括上位机，所述上位机分别连接所述编码器和所述控制器，用于远程监视接收所述编码器收集的直线开关磁阻电机LSRM节点的位置信息，并通过通信网络将该位置信息向所述控制器发送。可选的，所述电机控制模块包括力分配单元和电流控制器，所述力分配单元、所述电流控制器和所述直线开关磁阻电机LSRM依次连接，组成电机控制回路，用于计算输出实际电流到所述直线开关磁阻电机LSRM的每个相。可选的，所述力分配单元内配置有力变电流函数，用于把力分为三个部分，通过每一相的力命令计算出电流命令。可选的，所述直线开关磁阻电机LSRM至少设有三个，每个所述直线开关磁阻电机LSRM均连接有一所述电机控制模块和一编码器。可选的，多个所述直线开关磁阻电机LSRM有两种不同的拓扑结构，用于通过位置补偿来减小系统位置跟踪误差和减小电机之间的相互干扰。可选的，其中一种拓扑结构为多个所述直线开关磁阻电机LSRM依次连接；另一种拓扑结构为多个所述直线开关磁阻电机LSRM均与第一个直线开关磁阻电机LSRM连接。可选的，所述编码器还与所述电机控制模块连接。实施本专利技术，具有如下有益效果：本专利技术通过编码器收集所述直线开关磁阻电机LSRM节点的位置信息，并通过网络通信反馈给控制器，进而根据该位置信息计算调整向所述直线开关磁阻电机LSRM的每一相输出的实际电流，实现所述直线开关磁阻电机LSRM的位置补偿，使多个直线开关磁阻电机LSRM间的相对位置误差值更小，实现在网络诱导时延情况下，仍然能保证多电机之间良好的位置跟踪控制。附图说明为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了本专利技术的系统框图；图2示出了本专利技术的电机控制模块的示意图；图3示出了本专利技术的两种拓扑结构的示意图；图4示出了本专利技术的两种拓扑结构对应的两个具有网络诱导时延闭环电机控制系统图；图5示出了本专利技术的一具体实验系统图；图6示出了本专利技术的一实验结果图；图7示出了本专利技术的又一实验结果图；图8示出了本专利技术的另一实验结果图；图9示出了本专利技术的再一实验结果图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，为本专利技术的系统框图。本实施例中所描述的一种基于位置补偿的网络化多直线开关磁阻电机跟踪控制系统，包括直线开关磁阻电机直线开关磁阻电机LSRM103、电机控制模块102、编码器104、通信单元101和控制器100，所述通信单元101通过通信网络实现信息的网络化输入输出。在一些可行的实施方式中，该通信单元101可以是有线网络，也可以是无线网络。所述控制器100分别连接所述电机控制模块102和所述编码器104，用于接收所述编码器104收集的直线开关磁阻电机节点的位置信息，并向所述电机控制模块102发送位置补偿调整指令。其中，所述编码器104连接所述直线开关磁阻电机LSRM103，用于收集直线开关磁阻电机直线开关磁阻电机LSRM节点的位置信息，所述控制器100为外位置控制器，在接收所述编码器104反馈的直线开关磁阻电机LSRM节点的位置信息后，经过计算处理，向所述电机控制模块102发送位置补偿调整指令。所述电机控制模块102连接所述直线开关磁阻电机LSRM103，用于控制所述直线开关磁阻电机LSRM103进行位置补偿。在本实施例中，利用李雅普诺夫理论建立网络化多直线开关磁阻电机控制系统的稳定性条件，采用不等式方法建立控制器，所述直线开关磁阻电机直线开关磁阻电机LSRM103、电机控制模块102、编码器104、通信单元101和控制器100形成一个网络化多直线开关磁阻电机控制闭环系统，通过编码器104收集直线开关磁阻电机直线开关磁阻电机LSRM103节点的位置信息，并通过网络通信反馈给控制器100，进而根据该位置信息计算调整向所述直线开关磁阻电机直线开关磁阻电机LSRM103每一相输出的实际电流，实现对所述直线开关磁阻电机直线开关磁阻电机LSRM103的位置补偿，使多个直线开关磁阻电机直线开关磁阻电机LSRM103间的相对位置误差值更小，实现在网络诱导时延情况下，仍然能保证多电机之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于位置补偿的网络化多直线开关磁阻电机跟踪控制系统，其特征在于：包括直线开关磁阻电机LSRM、电机控制模块、编码器、通信单元和控制器，所述通信单元通过通信网络实现信息的网络化输入输出；所述控制器分别连接所述电机控制模块和所述编码器，用于接收所述编码器收集的直线开关磁阻电机节点的位置信息，并向所述电机控制模块发送位置补偿调整指令；所述电机控制模块连接所述直线开关磁阻电机LSRM，用于控制所述直线开关磁阻电机LSRM进行位置补偿。

【技术特征摘要】
1.一种基于位置补偿的网络化多直线开关磁阻电机跟踪控制系统，其特征在于：包括直线开关磁阻电机LSRM、电机控制模块、编码器、通信单元和控制器，所述通信单元通过通信网络实现信息的网络化输入输出；所述控制器分别连接所述电机控制模块和所述编码器，用于接收所述编码器收集的直线开关磁阻电机节点的位置信息，并向所述电机控制模块发送位置补偿调整指令；所述电机控制模块连接所述直线开关磁阻电机LSRM，用于控制所述直线开关磁阻电机LSRM进行位置补偿。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括上位机，所述上位机分别连接所述编码器和所述控制器，用于远程监视接收所述编码器收集的直线开关磁阻电机LSRM节点的位置信息，并通过通信网络将该位置信息向所述控制器发送。`3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电机控制模块包括力分配单元和电流控制器，所述力分配单元、所述电流控制器和所述直线开关磁阻电机LSRM依...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱丽，何伦，张博，潘剑飞，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44