[发明专利]双电机齿轮传动系统转矩均衡控制方法

摘要

本发明涉及双电机系统控制领域，为提供一种双电机齿轮传动系统转矩均衡控制方法，以实现有效抑制输出转矩不平衡，控制系统转速和转矩双同步，本发明采取以下技术方案：双电机齿轮传动系统转矩均衡控制方法，步骤如下：(1)所述系统的结构模型：(2)转矩同步误差计算：设Te1和Te2分别为电机1、2的电磁转矩，则定义系统的转矩同步误差为E(s)＝Te1(s)‑Te2(s)式中，E作为反馈量作用于同步控制器，同时其大小反映了系统转矩均衡控制的性能优劣；(3)同步控制器设计。本发明主要应用于双电机控制场合。

主权项

1.一种双电机齿轮传动系统转矩均衡控制方法，其特征是，步骤如下：(1)所述系统的结构模型：系统中两台永磁同步电机共同驱动负载，永磁同步电机采用定子直轴电流等于零的磁场定向矢量控制方法，电机与电机、电机与负载之间的耦合部件为钢质渐开线圆柱直齿轮，两台电机轴上安装的小齿轮1、2为系统的主动齿轮，中间则为与连接负载的从动大齿轮；(2)转矩同步误差计算：设Te1和Te2分别为电机1、2的电磁转矩，则定义系统的转矩同步误差为E(s)＝Te1(s)‑Te2(s)式中，E作为反馈量作用于同步控制器，同时其大小反映了系统转矩均衡控制的性能优劣；(3)同步控制器设计：系统中的电机1、2均为转矩、转速双闭环控制，考虑负载的需求转速以及系统齿轮组的传动比，给定两电机相同的参考转速，设Te1_ref和Te2_ref分别为两台电机转速控制器输出的电磁转矩参考值，同步控制器引入交叉耦合同步控制原理将两台电机的转矩内环作为一个整体来处理，将转矩同步误差E乘以耦合同步系数KC1、KC2后分别作为补偿转矩Tc1、Tc2，将补偿转矩与Te1_ref和Te2_ref运算后得到补偿后的转矩内环参考值Te1_ref*和Te2_ref*，控制转矩输出，即同步控制器检测到E后，通过设定的耦合同步系数调节转矩指令，从而控制输出转矩均衡；其中，耦合同步系数KC1、KC2的一种确定步骤是，设Te_pu为系统当前时刻某台电机理论上应输出的转矩平均值，Temax和Temin为某台电机转矩波形中的最大值和最小值，定义转矩波动幅度评价因子来评价转矩波形质量，转矩波动幅度评价因子表达式为：对耦合同步系数进行两次约束，首先推导转矩均衡控制系统闭环传递函数，由赫尔维茨稳定判据，对系统稳定性进行分析，从而对耦合同步系数的取值进行了一次约束；结合上式中定义的转矩波动幅度评价因子，对不同的耦合同步系数下的转速波形质量、转矩波形质量以及转矩同步误差进行综合对比分析，从而对耦合同步系数进行二次约束。