[发明专利]基于双电流传感器的双电机群协同控制系统及控制方法

说明书

本发明提供了一种基于双电流传感器的双电机群协同控制系统及控制方法，在双电机群系统中，将每个电机子系统的逆变器三相桥臂中点分别与对应电机的三相绕组依次相连，不同电机子系统的逆变器供电电源采用同一个电源或不同电源，通过在两个零电压矢量作用下，分别对两个电流传感器进行电流采样，利用得到的各自三相电流值进行闭环控制即可。本发明实现其降低电流传感器使用数量的电机群控制方案，对两个电机子系统的逆变器供电电源构成形式没有制约要求，无需对逆变器基本PWM生成方法进行更改，电流采样方法、控制算法更简单。

技术领域

本发明涉及双电机群控制领域，尤其是一种降低电流传感器使用数量的双电机群控制系统及方法，尤其是双电机群的每个电机子系统平均仅含有一个电流传感器的控制系统及方法。

背景技术

在现代工业应用中，电机群体控制相关问题，特别是电机群系统中多个电机子系统协同控制的相关问题，成为了电机系统控制领域的重要研究方向。为了能够实现现代控制算法，从而提高系统控制性能，对于最常用的三相电机，每个电机子系统需要配备至少两个相电流传感器来实时检测其三相电流并进行反馈控制。因此，对于双电机子系统组成的电机群系统，对电流传感器的数量需求则至少为四个。然而，高精度电流传感器的成本往往很高，因此，数量众多的电流传感器成为了电机群系统向着低成本化发展的重要制约因素。通常，针对电流传感器成本高昂的问题，采用的措施主要是利用特定单电流传感器对每个电机子系统的三相电流进行重构[具体方法文献1-3中有记载，其中文献1为Yongxiang Xu,Hao Yan,Jibin Zou,Baochao Wang,Zero voltage vector sampling method for PMSMthree-phase current reconstruction using single current sensor,IEEETransactions on Power Electronics,vol.32,no.5,pp.3797-3807,May 2017.(期刊论文)，文献2为Jiadong Lu,Xiaokang Zhang,Yihua Hu,Jinglin Liu,Chun Ganl,ZhengWang,Independent phase current reconstruction strategy for IPMSM sensorlesscontrol without using null switching states,IEEE Transactions on IndustrialElectronics,vol.65,no.6,pp.4492-4502,Jun.2018.(期刊论文)，文献3为Shih-ChinYang,Saliency-based position estimation of permanent-magnet synchronousmachines using square-wave voltage injection with a single current sensor,IEEE Transactions on Industry Applications,vol.51,no.2,pp.1561-1571,Mar./Apr.,2015.(期刊论文)]。这一类方法从系统电路、控制算法、电流采样策略等多方面对原系统进行了修改，利用单电流传感器分时测量其逆变器不同状态下的瞬时电流值，从而实现三相电流的重构。这一类方法经过适当修正可以推广至双电机群系统中，但是，却没有充分利用双电机群系统独有的系统构成，其控制算法复杂度、实现难度都较大。因此，利用双电机群系统的特有结构，为减少电流传感器数量，针对电流传感器设置及采样方法进行优化设计的研究十分有必要。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于双电流传感器的双电机群协同控制系统及控制方法。为了降低双电机群系统电流传感器的使用数量，并优化系统结构与控制方法，本发明提供一种基于双电流传感器的双电机群控制系统及方法，并针对提出的控制系统，将两个电机子系统的斩波周期设定为相互反相的模式，在每个斩波周期中，利用两个常规零向量矢量作用下分别对两个电流传感器进行两次电流采样，得到四个电流值，并经过简单运算，直接得到两个电机子系统各自的三相电流值，最终保证电机群系统精准的电流反馈控制，并且系统硬件改动小，控制算法所需计算量小，实施方法简单。