[发明专利]基于模糊二阶自抗扰控制器的三电机同步控制系统

权利要求书

1.基于模糊二阶自抗扰控制器的三电机同步控制系统，其特征是，该系统包括编程工控机、PLC、第一、第二和第三变频器、第一、第二和第三交流感应电机、光电编码器和压力传感器，所述PLC与编程工控机之间使用MPI通信方式，与单台变频器之间通过PROFIBUS-DP进行现场通讯；所述光电编码器对第一交流感应电机转速进行检测，并将检测到的转速反馈信号输入至所述PLC，所述压力传感器采集相邻两电机皮带间的张力值，并将张力值反馈至所述PLC；所述PLC用于根据给定转速和所述反馈转速信号，计算获得第一转速控制值，输出至第一变频器，对第一交流感应电机进行控制，根据给定张力值和反馈的所述张力值，计算获得第二、第三转速控制值输出至对应的第二、第三变频器，对第二、第三交流感应电机进行控制。

2.根据权利要求1所述的基于模糊二阶自抗扰控制器的三电机同步控制系统，其特征是，所述PLC带有SM323数字量输入输出模块、SM331模拟量输入模块和FM350高速计数模块。

3.所述PLC中设有二阶自抗扰控制器，所述二阶自抗扰控制器包括一个二阶自抗扰速度控制器和第一第二两个二阶自抗扰张力控制器，所述二阶自抗扰速度控制器和二阶自抗扰张力控制器的结构相同；所述二阶自抗扰速度控制器，根据第一交流感应电机转速给定值、当前时刻的转速反馈信号以及当前时刻的第一转速控制值，采用自抗扰控制算法和模糊控制方法计算得到下一时刻的第一转速控制值；所述第一二阶自抗扰张力控制器根据第一和第二交流感应电机之间的皮带张力给定值F₁₂^*、当前时刻的张力反馈值F₁₂以及当前时刻的第二转速控制值，采用自抗扰控制算法和模糊控制方法求得下一时刻的第二转速控制值；所述第二二阶自抗扰张力控制器根据第二和第三交流感应电机之间的皮带张力给定值F₂₃^*、当前时刻的张力反馈值F₂₃以及当前时刻的第三转速控制值，采用自抗扰控制算法和模糊控制方法求得下一时刻的第二转速控制值；

所述下一时刻的第一转速控制值输出至所述第一变频器，所述第一变频器输出下一时刻的控制信号值至第一交流感应电机，实现第一交流感应电机的速度闭环控制；所述下一时刻的第二转速控制值转换变为下一时刻的第二转速值，下一时刻的第二转速值与第一交流感应电机转速给定值的差值输出至所述第二变频器，所述第二变频器输出下一时刻的控制信号值至第二交流感应电机，实现第一台与第二台电机间的张力闭环控制；所述下一时刻的第三转速控制值转换变为下一时刻的第三转速值，下一时刻的第三转速值和下一时刻的第二转速值与给定的第一交流感应电机转速值的差值，输出至所述第三变频器，所述第三变频器输出下一时刻的控制信号值至第三交流感应电机，实现第二台与第三台电机间的张力闭环控制。

4.根据权利要求3所述的基于模糊二阶自抗扰控制器的三电机同步控制系统，其特征是，所述二阶自抗扰控制器由跟踪微分器、扩张状态观测器、非线性状态误差反馈控制律模糊控制器和扰动补偿模块组成所述跟踪微分器输入给定输入信号v₀，采用快速最优控制综合函数计算出给定输入信号的跟踪信号v₁和微分信号v₂；所述扩张状态观测器输入被控对象的输出值y、二阶自抗扰控制器输出的控制量u和补偿因子b₀，输出被控对象的输出值y的跟踪信号z₁、微分信号z₂和系统总扰动ω(t)的观测值z₃；所述给定输入信号的跟踪信号v₁和微分信号v₂和跟踪信号z₁、微分信号分别相减，得到跟踪信号观测误差е₁和微分信号е₂，输入所述非线性状态误差反馈控制律，所述非线性状态误差反馈控制律通过快速最优控制综合函数计算出控制信号u₀；所述模糊控制器采用模糊控制方法获取参数补偿因子b₀，输出至所述扰动补偿模块;所述扰动补偿模块输出系统总扰动补偿分量对控制信号u₀进行补偿，得到控制器输出的控制量u。