[发明专利]一种多永磁同步电机的分布式自适应协调控制方法

说明书

本发明提供一种多永磁同步电机的分布式自适应协调控制方法，包括步骤1.首先建立n台永磁同步电机受控系统的动力学模型。步骤2.依据各台永磁同步电机之间的通讯关系，设计分布式控制器。步骤3.利用各个节点与其具有通讯关系的邻居节点的局部状态信息交换，设计自适应律，达到多台永磁同步电机协调一致的目的。本发明提出一种多永磁同步电机的分布式自适应协调控制方法，精确解析多台永磁同步电机的协调一致问题。一方面,本发明提出的方法简单易于工程实现，且不会受到电机台数的限制。另一方面,当部分电机因故障或其它原因退出以及新的电机重新接入系统时，本方法仍然有效，系统的鲁棒性和抗干扰能力进一步增强。

技术领域

本发明属于多台电机协同工作条件下的电机控制领域，尤其涉及一种多台永磁同步电机的分布式自适应协调控制方法。

背景技术

随着社会和科技的快速发展，单台电机的控制系统已经无法满足智能制造及工业自动化的控制要求。多台电机协同工作已广泛应用于新能源发电、协同货物运输、智能装配、机器人编队、无人机编队等众多的领域。另外，由于永磁同步电机不仅具有高转矩惯量比和高转矩质量比的特点，而且具有效率高、结构简单、制造成本低等一系列优点，因此，研究有效的多永磁同步电机协调控制方法具有非常重要的理论价值和实际意义。

对于大规模，甚至是超大规模的多电机系统，受生物智能(如鸟群聚集、蚁群聚集等)、多智能体的一致性等的启发，借助复杂网络的全新视觉以及复杂网络背景下的分布式自适应控制方法，将精确解析求解其协调一致问题。

现有技术

目前，对多电机的协调控制研究可概括为控制结构和控制算法两方面。

现有技术一的缺点:

1.在现有的控制结构中，并联独立控制结构被证明并不适合多电机的协调控制；

2.主从控制结构中，从电机受主电机影响较大，系统抗干扰能力较差，并且随着电机数目的增加，系统控制结构会变得越来越复杂；

3.偏差耦合控制结构中，当电机数量很大时，同步误差的计算比较复杂，工程应用受到极大的限制；

4.在现有的控制算法中，PID算法控制精度和抗干扰能力较差；

5.神经网络算法运算复杂，响应速度慢；

5.滑模控制存在过度适应的问题；

6.自适应控制由于其能有效地调整系统或控制器中的位置参数而受到广泛关注，但如需系统的全局信息，计算量将异常庞大；

综上，传统的多电机的协调控制更多地从微观上关注单台电机的控制性能，较少从宏观上分析多台电机的群体动力学行为，如达到协调一致，最重要的是，现有的控制结构和控制算法均会受到电机台数的限制。再者，当部分电机因故障或其它原因退出以及新的电机重新接入系统时，现有的控制方法均会受到限制。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种多永磁同步电机的分布式自适应协调控制方法，可以将多台永磁同步电机受控系统,看作一个耗散耦合的复杂网络模型，每台永磁同步电机看作复杂网络中的一个节点，每台永磁同步电机自身的局部动力学行为看作单个节点的非线性动力学行为，借助复杂网络理论及控制方法，进而找到更为合适的控制方法,实现多永磁同步电机的协调一致。

本发明采用如下技术方案：

一种多永磁同步电机协调控制方法，包括以下步骤：

步骤1.首先建立n台永磁同步电机受控系统的动力学模型