[发明专利]一种新型的多永磁同步电机同步控制方法

说明书

一种新型的多永磁同步电机同步控制方法属于多电机高精度转速同步控制领域，由主从控制方法和交叉耦合控制方法结合而成：传统的主从控制系统因为转速由前一台电机所提供，所以同步时存在着时间差，特别是在启动、停止阶段同步效果最差。传统的交叉耦合控制系统由于其结构的特殊性，只适用两台电机的场合。本发明在主从控制方法和交叉耦合控制方法的基础上进行改进，结合了主从控制和交叉耦合控制的优点，使其可以应用于三台及以上电机转速同步的场合，同时结构稳定，控制精度高，能有效减小控制系统的跟踪误差和同步误差。

技术领域

本发明涉及一种多电机同步控制方法。特别是涉及一种应用于多永磁同步电机速度同步控制系统的主从控制与交叉耦合控制结合的控制方法。

背景技术

越来越多的机械设备需要两台或两台以上的电动机共同驱动，例如数控机床、造纸机、纺织机、印刷机，甚至在高速铁路牵引系统中均有应用。在这些应用中，对每台电机之间转速的同步性要求越来越高，而同步性的好坏又直接关系到设备运行的稳定性、安全性以及产品的质量。在很多场合，单电机控制已经很难满足使用要求，工业生产对多电机同步驱动的需求促使同步控制技术成为了研究热点。交叉耦合控制结构能够实现比非耦合结构更好的同步性能，因而成为目前多电机控制主要应用的控制结构之一。

主从控制是最基本的电机同步控制方法，其中每个控制器分别获得速度参考。主从技术将参考速度反馈送到主PMSM，然后将输出速度提供给下一个PMSM作为其参考。传统的两电机交叉耦合控制结构中，反馈系数既影响跟踪性能，同时也影响同步性能，在实际工程中，很难做到二者性能兼顾，而且传统交叉耦合结构只适用于两台电机的转速同步控制，无法应用于三台电机以上情况。针对这一问题，发明了多永磁电机主从控制与交叉耦合控制结合的控制方法，该方法结合了主从控制与交叉耦合控制的优点，既有交叉耦合控制跟踪误差及同步误差小的优点，又适用于三台电机以上的情况。同时给出了详细的反馈系数计算方法，方便在实际工程中应用。

发明内容

本发明旨在提出一种用于多电机(三个或更多电机)系统的速度同步控制方法，该方法强调最小化电机之间的同步误差。

本发明采取的技术方案是，主从控制与交叉耦合控制结合的控制方法，步骤如下：

(1)多台永磁同步电机的转速信号的采集，包括：

a、采集多台永磁同步电机的转速，将每台电机的转速与参考转速作差，得到跟踪误差；

b、将不同电机之间的转速作差，得到同步误差；

c、根据跟踪误差和同步误差设计反馈回路，对各台电机的转速进行补偿；

d、反馈信号：对于电机1，输入为参考转速ω_ref，电机1实际转速ω₁与其他电机的实际转速相减得到同步误差，并求和再除以电机个数，得到电机1的反馈信号。其中，电机1与其他电机的转速差为其他电机的反馈信号。

(2)反馈系数的计算方法：

a、列出永磁同步电机的参数表；

b、根据电机参数构造状态空间模型；

c、根据状态空间模型计算出该同步控制方法的传递函数；

d、跟据传递函数，列出劳斯判据表，并计算出反馈系数的取值范围。

本发明相对于现有技术具有以下有益效果：

本发明将交叉耦合技术与主从技术相结合，以便将其应用于多个PMSM系统的速度同步。通过这种组合，可以实现像交叉耦合技术那样的紧密耦合，但也可以像主从技术一样应用于多台永磁同步电机。