混合动力挖掘机电动回转系统速度控制研究

发布时间：2021-01-07 18:45

　　针对挖掘机回转平台转动惯量大、变化范围宽且外界干扰力矩较大,易造成速度波动的问题,对20 t混合动力挖掘机电驱动回转系统速度控制进行了研究。建立了其数学模型,提出了比例积分（PI）+扰动观测器补偿的速度控制方案,并设计了扰动观测器和PI控制系数;在转台最大和最小惯量,且施加阶跃干扰力矩的情况下,对PI+DOB方案以及PI控制方案进行了仿真对比。仿真结果表明:该回转系统在采用PI控制之外增加DOB环节后,使转台惯量变化对转速超调量的影响从3.1%下降到1%,外部干扰对转速波动的影响从1.3%下降到0.1%;扰动观测器环节减小了惯量变化对转速超调的影响,增强了速度控制的抗干扰能力,改善了回转作业的操作性。 

【文章来源】：机电工程. 2020,37(04)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

混合动力挖掘机回转系统结构图

永磁同步电机采用矢量控制方式,电机扭矩控制系统结构如图2所示。该系统实时检测三相电流ia、ib和ic,经Clark变换将其从三相静止坐标系变换到两相静止坐标系,再与转子位置结合,经过Park变换从两相静止坐标系变换到两相旋转坐标系交直轴电流ida和iqa;交、直轴参考电流id与iq与坐标变换得到的电流进行比较,采用id=0的控制方式,再经过PI调节器,交直轴控制电流ids和iqs,结合转子角位置进行反Park和Clark反变换得到ua、ub和uc,再经过SVPWM模块调制为6路开关信号,从而控制三相逆变器的开通与关断。

转速双环控制方案

【参考文献】：
期刊论文
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[3]三轴飞行仿真转台自适应复合控制方法[J]. 王卫红,姚志超,郑连强.  电机与控制学报. 2011(09)
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[6]混合动力挖掘机回转系统设计[J]. 邢树鑫,林明智,戴群亮.  工程机械. 2010(12)
[7]混合动力工程机械节能效果评价及液压系统节能的仿真研究[J]. 王庆丰,张彦廷,肖清.  机械工程学报. 2005(12)

博士论文
[1]混合动力挖掘机电机驱动回转系统的控制及节能研究[D]. 姚洪.浙江大学 2015



本文编号：2963053