[发明专利]多个直线开关磁阻电机的分层式协同控制方法及系统

说明书

本发明实施例公开了一种多个直线开关磁阻电机的分层式协同控制方法及系统，所述方法包括：参考信号一致性步骤：采用一阶一致性算法将各电机的参考输入信号校正所得到的新的参考输入信号，分别发送给每一台电机；及协同控制跟踪步骤：采用扩展的二阶连续时间一致性协同算法作为各个电机之间协同控制的策略，削减各电机之间的动态误差。本发明首先使参考输入协调、进而采用跟踪一致性算法，可以有效使参考输入之间的误差趋近于零，并使各电机之间的动态误差控制在正负±1.5mm以内，从而使整个系统的一致性得到改善，有效的解决了异步参考输入扰动的问题。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种多个直线开关磁阻电机的分层式协同控制方法及系统。

背景技术

直线开关磁阻电机(Linear Switched Reluctance Motor,简称LSRM)是一种新型的直线牵引电机，是在开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)的研究基础之上发展起来的，结合了开关磁阻电机和传统直线电机的优点。LSRM是直线电机的一种具有直线直驱式结构的电机，它将开关电路和电机绕组连接，使电机具有启动力矩大、调速范围广、响应速度快、控制精度高、可靠性强等优点。因此，LSRM在位置控制与速度控制方面作为执行器是一个有力的竞争者。相比于其它的交流直线电机，LSRM在高精度加工以及大功率传输方面有更广泛的应用前景。

21世纪以来，面对信息化、网络化、万物互联的浪潮之时，协同控制在当代控制领域逐渐成为一个研究热点。在协同控制领域内，个体协同控制的基本问题包括一致性控制、会合控制、聚集控制和编队控制。多个体协同控制系统跟单个体控制系统的核心区别在于多个体之间通过网络进行信息交互。而目前的协同策略主要集中在底层协同跟踪控制算法的设计和优化，以减小个工作单位之间的相对误差。由于跟踪协同控制不能影响外部独立的参考信号，相对误差可能会恶化。如果所有工作单元的参考输入都是不相关且不同步的，控制算法也会失灵。多个异体参考信号与多个控制单元的协同跟踪校正，同样被认为是协同或一致性问题。然而，在现有的研究中，协同控制方法的有效性和网络控制系统的性能几乎没有定量分析。多LSRM相互协同，以实现共同协作作为控制目标，参考输入的一致性直接影响整个系统的控制效果。异步参考信号将不可避免地成为协同系统的外部干扰，参考信号的不同步将会导致整个系统性能退化或同步失效。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种多个直线开关磁阻电机的分层式协同控制方法及系统，以使有效的解决异步参考输入扰动的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种多个直线开关磁阻电机的分层式协同控制方法，包括：

参考信号一致性步骤：采用一阶一致性算法将各电机的参考输入信号校正所得到的新的参考输入信号，分别发送给每一台电机，使各电机的新的参考输入的信号协调一致；及

协同控制跟踪步骤：采用扩展的二阶连续时间一致性协同算法作为各个电机之间协同控制的策略，削减各电机之间的动态误差，使各电机实际位置之间及各电机实际位置与参考输入之间相互协调并趋于一致。

相应地，本发明实施例还提供了一种多个直线开关磁阻电机的分层式协同控制系统，包括：

参考信号一致性模块：采用一阶一致性算法将各电机的参考输入信号校正所得到的新的参考输入信号，分别发送给每一台电机，使各电机的新的参考输入的信号协调一致；及

协同控制跟踪模块：采用扩展的二阶连续时间一致性协同算法作为各个电机之间协同控制的策略，削减各电机之间的动态误差，使各电机实际位置之间及各电机实际位置与参考输入之间相互协调并趋于一致。