[发明专利]基于卷径自适应估计的多电机耦合系统间接张力控制方法

摘要

基于卷径自适应估计的多电机耦合系统间接张力控制方法涉及汽车安全气囊生产线多电机耦合系统控制领域，该方法根据汽车安全气囊生产线的工作机理建立了四个电机智能体协同工作的数学模型，根据汽车安全气囊生产线多电机耦合系统张力恒定的目标，建立了四个电机理想角速度之间的函数关系，取消张力传感器，间接实现张力的恒定。本发明有效降低气囊材料不均造成的卷轴周期性扰动，使系统快速达到期望的性能指标，在目前已有技术人员提出的卷径计算方法的基础上，提出卷径的自适应估计方法，减少了因卷径计算的偏差而引起的张力波动，有效保持卷绕过程中张力的恒定，提高了系统的灵活性和鲁棒性，不仅节省了成本，而且提高了气囊产品质量。

主权项

1.基于卷径自适应估计的多电机耦合系统间接张力控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一、根据汽车安全气囊生产线的工作机理，建立四个电机智能体协同工作的数学模型；然后根据汽车安全气囊生产线多电机耦合系统保证张力恒定的目标，确立不同电机智能体理想角速度之间的函数关系，取消张力传感器；步骤二、利用数据采集及调理模块获得汽车安全气囊生产线多电机耦合系统的实时角速度信息w₁、w₂、w₃、w₄，与理想角速度做差值运算，求得其中e₁、w₁、w₂作为控制器1的输入，e₂、w₁、w₂作为控制器2的输入，e₃、w₁、w₃、w₄作为控制器3的输入，e₄、w₃、w₄作为控制器4的输入；控制器1、控制器2、控制器3、控制器4构成了汽车安全气囊生产线多电机耦合系统基于多智能体的间接张力控制；步骤三、各控制器根据输入的状态变量，设计基于终端滑模的尺度同步多智能协调控制策略，求得各电机理想的q轴电流iq1*、iq2*、iq3*、iq4*，其中卷径采用自适应方法进行估计；并将iq1*、iq2*、iq3*、iq4*作为四个电机的控制输入,且设四个电机理想的d轴电流id1*＝id2*＝id3*＝id4*＝0；步骤四、四个电机智能体均采用矢量控制方法，首先采用电流传感器检测到电机三相定子交流电流iai，ibi，ici，通过三相到两相的CLARK变换，将三相坐标系上的定子交流电流iai，ibi，ici等效成两相静止坐标系上的交流电流iαi，iβi，再通过同步旋转坐标PARK变换，等效成同步旋转坐标系上的直流电流idi和iqi；根据步骤三求得iqi*，设定idi*＝0，利用交轴电流控制器和直轴电流控制器求得同步旋转坐标系上的直流电压udi和uqi，再经过坐标的PARK逆变换求得交流电流uαi，uβi，最后利用SVPWM模块变换成驱动逆变器功率开关器件的触发信号，从而调节加在各电机三相定子的交流电流iai，ibi，ici，进而改变各电机的旋转角速度wi；步骤五、四个电机智能体构成汽车安全气囊生产线多电机耦合系统，卷袋电机1和电机2协同工作带动左侧卷尺旋转，卷袋电机3和电机4协同工作带动右侧卷尺旋转；具体工作过程是：左侧的卷袋电机1带动卷尺旋转将布袋卷绕在卷尺上，同时电机2通过同步传动机构带动卷袋电机1与卷尺直线移动，且移动的距离应与布袋被卷起的长度相同；右侧的卷袋电机3带动卷尺旋转将布袋卷绕在卷尺上，同时电机4通过同步传动机构带动卷袋电机3与卷尺直线移动，且移动的距离应与布袋被卷起的长度相同，且在卷绕过程中保证各电机能够快速跟踪上其各自理想的角速度。