[发明专利]一种多直流电机串联容错控制方法及控制系统

说明书

本发明公开了一种多直流电机串联容错控制方法及控制系统，所述控制系统包括n个串联连接的直流电机，及n个PI控制器，及一个参考转矩计算单元，及(n+1)个转矩滞环比较控制器，及一个PWM脉冲宽度调制单元，及(n+1)相电压源型容错逆变器，及转矩计算、故障检测和容错控制策略单元及永磁同步电机电流检测传感器，及转速位置传感器，及直流电源。本发明控制系统可以极大的减少电路的复杂程度，使得控制电路变得更加整洁，本发明控制方法在减少PI控制器的同时引进了容错控制方法，避免因为某个电机故障导致的电路损坏，即在电机故障的时候不影响其他电机的工作，提高了工作效率，节约成本；同时引进熔断器保证电路安全。

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，具体涉及一种多直流电机串联容错控制方法及控制系统。

背景技术

随着社会的进步，科技的进步，越来越多的高危以及劳累的工作交给自动设备去完成，这种设备大多通过电机进行驱动。同时由于直流电机调速性能好，调速范围较交流电机大，而且调速平滑等优点，使得直流电机在工业设备中大量使用。此外滞环比较控制器的硬件电路较为简单，实时控制性能优。多直流电机的滞环控制是在单直流电机控制的基础上发展起来的一种电机控制方式，综合考虑了电机控制的电流、转矩、转速、电压等参数，实现了对多电机的统一实时控制。相较于传统的控制方式：使用四个桥臂实现对单个电机的四现限控制，使用串联的PI控制器实现对速度和电流的双闭环控制，最后经过PWM控制器输出控制信号控制桥臂的开关管通断，实现对电机的控制，这种控制方式的缺点在于控制实时性能较差，控制硬件电路较为复杂不易于设计，控制效果一般。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多直流电机串联容错控制方法及控制系统，以解决现有技术中，电机控制实时性能较差，控制硬件电路较为复杂不易于设计，控制效果一般的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多直流电机串联容错控制方法，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；

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；