多电机速度协同控制策略研究

发布时间：2020-04-23 09:10

【摘要】：近年来,随着工业的不断发展,推动技术水平始终不停更新,越来越多的大型机械设备仅仅依靠一台电机驱动并不能达到要求,这时候就需要由多台电机来联合驱动,协同控制,同步运行。同时工业生产对各种设备的要求指数正不断上升。因此,对多电机协同控制系统的运行性能进行不断改良,改善协同控制的精度以及减小同步速度误差无论是在理论研究还是在实际生产中,都具备相当重大的意义。本篇论文的研究对象为3台永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)组成的速度协同控制系统,对三台永磁同步电机之间的协同控制速度的研究作为本文的重点研究部分。在原有的偏差耦合结构的基础上作出改进,形成一种改进型偏差耦合速度补偿结构,将此结构同滑模控制相结合,形成一种新的协同控制方法。本文所做工作主要包括以下几方面内容:1.对PMSM的结构、常用控制方法简要介绍,然后对PMSM建立其数学方程式;建立其基本方程式,并给出调速系统;2.对多电机协同控制结构的几种常见类型进行介绍,并分析说明其各自的优势。随后设计一种新的偏差耦合补偿器,最后以Matlab/Simulink作为媒介,搭建其仿真模型,核心控制器为PI控制器,仿真之后解析结果,用以检测本文所提出的控制结构是否有效;3.针对PM SM的调速系统,在纯指数趋近律的基础上,结合终端吸引因子与系统状态变量的幂函数,进而提出一种新型的趋近律,以该新型趋近律为基础,设计了滑模速度跟踪控制器,然后提出一种扩展转矩观测器,以此来控制单电机调速系统,验证速度控制器与扩展转矩观测器的可行性,采用i_d(28)0的矢量控制方法确定永磁同步电机的动态性能;4.在MATLAB仿真平台对多电机协同控制系统建立仿真模型并搭建实验平台,然后对其仿真以及实验并进行分析,然后以Matlab/Simulink自带的代码自动生成技术为媒介,把控制器的核心算法生成可作修改的C代码。结果显示,本文所提出的控制结构和控制方法明显提高了滑模趋近速度,减小了抖振,明显的提高了系统的动、静态特性与鲁棒性。减小电机间的速度同步误差效果显著,很大程度上缩短了3台电机达到速度同步的时间。
【图文】：

仿真模型,仿真分析,硕士学位论文,电机控制系统

辽宁工程技术大学硕士学位论文4.5 单电机控制系统仿真为了求证文中设计的的滑模控制方法的正确性，，在 Matlab/Simu lk环境下搭建仿真模型，对PMSM速度控制系统开始仿真分析，Matlab 模型如图 4.2 所示。分别对传统的 PI 控制、传统的滑模控制、新型滑模控制三种控制方法进行仿真分析，其中各参数与之前所述电机参数相同，系统设定的参考速度是 100rad/s。仿真开始阶段电机不施加负载，在 0.1s 时施加负载T10NmL ，在0.25s 时将负载变成0。

速度响应,行分,方法

Figure. 4.2 Simulation Model of PMSM for Sliding Mode Control(1)首先在相同的条件下，分别在原始的滑模控制方法和文中设计的滑模控制方法下展开仿真并进行分析结果，其速度响应如图4.3所示。图 4.3 新型滑模控制与传统滑模控制下的速度响应Figure. 4.3 Speed response of new sliding mode control and traditional sliding mode control
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM341

【参考文献】