[发明专利]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

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及多直线开关磁阻电机跟踪控制技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

本发明所要解决的问题是针对背景技术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。

本发明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。