[发明专利]一种基于抗扰控制的自适应双电机消隙控制方法

权利要求书

1.一种基于抗扰控制的自适应双电机消隙控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，通过位移指令与编码器测量所得负载位移反馈计算得位移误差，位移误差经过比例环节生成电机速度环参考转速；

步骤2，根据速度环速度反馈与参考转速计算规划未来N个采样周期参考转速轨迹，通过模型预测算法预测未来N个采样周期的转速预测值，并建立基于规划转速与预测转速差值的损失函数，通过搜索损失函数极值计算电流参考值i_MPC；其中：

未来N个采样周期参考转速轨迹ω_ref(1)...ω_ref(N)计算方法为：

ω_ref(i)＝ω_ref^*(0)-α_rⁱ[ω_ref^*(0)-ω(0)],i＝1,2...N

其中，ω_ref^*(0)为当前时刻电机速度环参考转速，T_s是转速环采样时间，T_r是速度环动态响应时间,ω(0)为速度环速度反馈，是初始时刻双电机转速ω_m1与ω_m2的平均值；

未来N个采样周期的预测转速值ω_p(1)...ω_p(N)计算方法为：

其中，T_e＝K_ti_MPC，K_t是电流转矩系数，T_L是负载转矩，J是系统机械惯量，ω_p(0)是初始转速值；

基于规划转速与预测转速差值的损失函数为：预测转速误差定义为e(i)＝ω(i)-ω_p(i)，ω(i)是第i步实际转速，ω_p(i)是第i步预测转速，p是整定参数，i是变量，r是电机定子绕组电阻，是参考电流估计值；

基于损失函数计算的模型预测电流参考值i_MPC为：

步骤3，将参考电流i^*_qref与双电机转速作为扩展观测器输入，通过扩展观测器估计电机转矩扰动，并与电流参考值融合，输出参考电流i^*_qref；

步骤4，根据实测双电机传动间隙计算消隙电流，融合参考电流i^*_qref与消隙电流，得到双电机参考电流i_qref1与i_qref2；

步骤5，永磁同步电机电流控制器分别按照双电机参考电流i_qref1与i_qref2控制永磁电机1与永磁电机2电流，分别做i_d＝0控制，并把实测q轴电流反馈至模型预测控制器。

2.根据权利要求1所述的基于抗扰控制的自适应双电机消隙控制方法，其特征在于，步骤3中的扩展观测器结构为：

其中，x₁为在转速ω_m1与ω_m2的转速平均值，x₂为扰动，p为整定参数，b₀为K_t/J，表示转速平均值估计值，表示扰动估计值，K_t是电流转矩系数，J是系统机械惯量。

3.根据权利要求1所述的基于抗扰控制的自适应双电机消隙控制方法，其特征在于，双电机参考电流分别为：

其中，

式中，e_θ为负载位置，ε为小误差带，kanti-lash为消隙电流系数，Δθ₁、Δθ₂为两个电机轴和齿轮位移差，b_dm为定传动间隙。