[发明专利]基于改进型相邻交叉耦合的多电机比例同步控制算法

权利要求书

1.一种基于改进型相邻交叉耦合的多电机比例同步控制算法，其特征在于：对相邻交叉耦合控制结构进行改进，将多电机同步系统分为n个同步子系统，定义相邻交叉耦合控制结构中每个同步子系统的控制参数，增加了比例环节，再对每个同步子系统的控制参数进行重新定义，并建立重新定义的控制参数的关系方程组，使多电机同步系统中各电机之间的转速按比例同步运行；在每个同步子系统中，包括3个参数模糊自整定PID控制器，分别实现一个跟踪误差控制功能和两个同步误差控制功能。

2.根据权利要求1所述的基于改进型相邻交叉耦合的多电机比例同步控制算法，其特征在于对相邻交叉耦合控制结构进行改进的具体步骤如下：

第一步：设同步的电机有n台，将该多电机同步系统分为n个同步子系统，划分方法为：(1,2,3), (2,3,4),…, (i-1,i,i+1),…, (n-1,n,1), (n,1,2)，n≥3，i为任意一台电机；

第二步：定义第i台电机的跟踪误差为：

e_i(t)=ω_i(t)-ω_i*(t)

其中，ω_i(t)为第i台电机在t时刻的输出转速，ω_i*(t)为第i台电机在t时刻的参考速度，t≥0；

第三步：定义第i台电机与第i-1台电机的同步误差ε_i1(t)和第i台电机与第i+1台电机的同步误差ε_i2(t)分别为：

ε_i1(t)=e_i(t)-e_i-1(t)

ε_i2(t)=e_i(t)-e_i+1(t)

第四步：建立相邻交叉耦合控制结构中每个同步子系统的控制参数关系方程组：使每台电机的跟踪误差e_i(t)、每台电机与其相邻两电机的同步误差ε_i1(t)、ε_i2(t)稳定收敛，即要满足下式：

第五步：当多电机同步系统中n台电机之间的转速关系为ω₁:ω₂:…:ω_n= μ₁:μ₂:…:μ_n时，μ_i为第i台电机的比例系数，μ_i＞0，i∈n，定义两台电机之间的比例同步误差为各电机在t时刻的输出转速除以各自的比例系数后的差值，则第i台电机与第i-1台电机的比例同步误差ε_i1^*(t)和第i台电机与第i+1台电机的比例同步误差ε_i2^*(t)分别为：

ε_i1^*(t)=ω_i(t)/μ _i-ω_i-1(t)/μ _i-1

ε_i2^*(t)=ω_i(t)/μ _i-ω_i+1(t)/μ _i+1

第六步：建立经过重新定义的相邻交叉耦合控制结构中参数的关系方程组：在对每个子系统进行控制时，应能使e_i(t)、ε_i1^*(t)、ε_i2^*(t)收敛于零，即要满足下式：

第七步：令ω*(t) =ω_i*(t)/μ_i，它为第i台电机在t时刻的参考速度除以该电机的比例系数；先给定各电机一个统一的参考速度值ω*(t)，则第i台电机在t时刻的参考速度ω_i*(t)为该统一参考速度值ω*(t)乘以各自的比例系数μ_i，再由模糊PID控制器来实时控制各电机的参考速度ω_i*(t)。