基于滑模觀測器的多電機虛擬總軸控制.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，單電機系統(tǒng)的運行方式已不能滿足多種生產(chǎn)的需求。在我國許多工業(yè)生產(chǎn)中，許多領(lǐng)域都需要兩臺以上的電機配合運行，比如造紙、印刷等工業(yè)，多電機的協(xié)同性能保證了產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。在造紙、紡織、印刷等行業(yè)，機械軸驅(qū)動方式正大量地被多電機同步驅(qū)動方式所取代。目前，多電機同步驅(qū)動方式常用的控制策略有并行控制、主從控制、交叉耦合控制、偏差耦合控制和電子虛擬總軸控制等。其中，電子虛擬總軸控制策略以其配置靈活、易于調(diào)節(jié)等優(yōu)點已

2、成功應(yīng)用于造紙機等設(shè)備。
　　傳統(tǒng)電子虛擬總軸控制策略中，各從屬電機將虛擬彈性扭矩反饋給虛擬電機，當(dāng)某臺從屬電機發(fā)生較大負載擾動時，由于虛擬彈性扭矩的計算及反饋存在時間滯后，使得電機之間轉(zhuǎn)速和位置同步誤差較大。針對這一問題，本文提出了改進的電子虛擬總軸控制策略，即在傳統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)中加入滑模觀測器。采用滑模觀測器觀測從屬電機的負載轉(zhuǎn)矩，首先將觀測的負載轉(zhuǎn)矩前饋補償至從屬電機的電流環(huán)，從而提高單臺電機的抗擾性能;其次將觀測的負載轉(zhuǎn)矩直接

3、求和反饋給虛擬電機，從而將從屬電機的負載變化情況更直觀地反映給虛擬電機，這兩方面作用共同提高了系統(tǒng)抗負載擾動能力。同時為了解決傳統(tǒng)滑模算法設(shè)計觀測器快速性和抖振程度相矛盾的問題，設(shè)計了基于新型指數(shù)趨近律算法的滑模觀測器;最后，搭建了多永磁同步電機驅(qū)動的紙張傳輸實驗平臺，分別對傳統(tǒng)電子虛擬總軸控制策略和改進電子虛擬總軸控制策略進行實驗分析。實驗結(jié)果表明，改進的電子虛擬總軸控制策略在電機發(fā)生負載突變時，能有效減小多電機之間轉(zhuǎn)速和位置同步誤差