[发明专利]一种多直流电机串联容错控制方法及控制系统

权利要求书

1.一种多直流电机串联容错控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、系统初始化，对每一个PI控制器的参数进行初始化设置，同时输入参考速度ω_1ref，ω_2ref…ω_nref，将转速位置传感器检测的数据经过转速计算单元得到电机的实时速度ω₁，ω₂…ω_n传输到速度调节模块得到速度误差e_ω1，e_ω2…e_ωn；

S2、将步骤S1中得到的速度误差通过PI控制器转换为相应的电流I_n1，I_n2…I_nn，输入到参考转矩计算单元得到相应的参考转矩T_1ref，T_2ref…T_n+1ref；

电流I_n1，I_n2…I_nn计算方式如下：

I_ni＝K_pe_ωi+K_i∫e_ωidt

其中，i＝1，2…n，K_p和K_i为控制增益；

同时将得到的电流经过转矩计算单元得到参考转矩T_1ref，T_2ref…T_n+1ref，公式如下：

其中，k_i，1≤i≤n为直流电机转矩常数；

S3、将电流检测模块测量到的电机电流X₁，X₂…X_n进行重构计算得到实时转矩T₁，T₂…T_n+1，与步骤S2得到的参考转矩经过转矩调节模块得到转矩误差e₁，e₂…e_n+1；转矩计算、故障检测和容错控制策略单元对检测得到的电流进行判断得到控制策略F同时计算当前直流电机的实时转矩，将控制策略F分别传给参考转矩计算单元、PWM脉冲宽度调制单元、(n+1)相电压源型容错逆变器，控制参考转矩计算单元、PWM脉冲宽度调制单元、(n+1)相电压源型容错逆变器执行控制策略F；

重构后的实时转矩T₁，T₂…T_n+1计算如下：

其中，直流电机的检测电流为X₁，X₂…X_n，相对应的直流电机转矩常数为k_i，1≤i≤n；

转矩误差如下：

e_i＝T_iref-T_i

其中，T_iref为参考转矩，T_i为重构得到的实时转矩，i取值为1～(n+1)，n表示电机数量值；

控制策略F分为四种情况，如下：

S4、将步骤S3得到的转矩误差e₁，e₂…e_n+1使用转矩滞环比较控制器得到相应的占空比信号H₁，H₂…H_n+1，最后，通过PWM脉冲宽度调制单元对得到的占空比信号进行处理，输出两路互补信号，分别控制(n+1)电压源型容错逆变器的每个桥臂上下功率开关管的通断，实现对电机的控制，通过改变参考速度ω_1ref，ω_2ref…ω_nref实现电机的反向运行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，速度误差计算如下：

e_ωi＝ω_iref-ω_i

其中，i取值范围为1～n，参考转速为ω_iref，实际转速为ω_i。