多電機協(xié)調(diào)控制與容錯策略分析.pdf

1、在工業(yè)應用中有一些驅(qū)動重型負載的機械，比如大型隧道掘進機，卷板機，帶鋼冷軋機組主機等，這些情況下常常將負載分配給多臺電機，采用多電機協(xié)調(diào)控制的方法均勻分配轉(zhuǎn)矩。另外，在空間有限或空間形狀有嚴格要求的特殊應用場合，無法安置一臺大功率電機，此時也會采用多電機協(xié)調(diào)控制的方式驅(qū)動負載。同時這種驅(qū)動方式有助于降低系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量，提高調(diào)速精度，提高系統(tǒng)可靠性。本文從降低多電機協(xié)調(diào)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩分配不均與提高運行可靠性角度出發(fā)，討論了多電機轉(zhuǎn)矩分配系統(tǒng)中存

2、在的問題，提出了解決問題的方案。
　　文章采用建模、實驗、分析與總結(jié)的研究方法，對多電機系統(tǒng)的相關(guān)問題進行了研究。首先針對無刷直流電機反電勢波形與常用模型有較大區(qū)別的問題，對電機本體進行了詳細分析并重新建模，通過Simulink仿真得到了與實驗結(jié)果一致的電流波形，驗證了模型的準確性。
　　然后分析了多電機聯(lián)合輸出轉(zhuǎn)矩的運行機制，認為可由單電機控制系統(tǒng)并聯(lián)得到，進而在電機本體的二階傳遞函數(shù)基礎(chǔ)上討論了單電機控制系統(tǒng)的參數(shù)設計方

3、法。之后以雙電機剛性連接系統(tǒng)為例，對比了兩種轉(zhuǎn)矩均衡控制結(jié)構(gòu)，其中主從控制結(jié)構(gòu)有著更好的對本體參數(shù)變化的適應性。在提出的基于主機相電流采樣的主從控制結(jié)構(gòu)中，弱化了各電機控制電路之間的聯(lián)系，降低了硬件電路成本。在關(guān)于多臺電機的轉(zhuǎn)子以何種相對轉(zhuǎn)角進行連接的問題上，分析了轉(zhuǎn)子之間不同相對轉(zhuǎn)角對合成電磁轉(zhuǎn)矩波動的影響，認為通過控制轉(zhuǎn)子相對轉(zhuǎn)角對稱分布可以降低合成電磁轉(zhuǎn)矩波動，這一點得到了仿真分析的驗證。
　　接下來針對多電機剛性連接與柔性

4、連接系統(tǒng)中典型的振動問題進行了討論，其中在間隙齒輪傳動系統(tǒng)中，認為間隙的存在會在多電機驅(qū)動方式下產(chǎn)生振動和噪聲，分析結(jié)果顯示，在不考慮機械參數(shù)變動的前提下，只在起動過程有振動存在，并不會對長時間運行產(chǎn)生影響。不過在平型帶傳動系統(tǒng)的仿真分析中，發(fā)現(xiàn)了明顯的共振現(xiàn)象，在對比實驗中總結(jié)了多電機帶傳動系統(tǒng)產(chǎn)生共振的兩個條件，即電機之間交替的轉(zhuǎn)矩波動和換相頻率接近系統(tǒng)固有頻率。
　　最后針對提高多電機協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)可靠性的問題，討論了相關(guān)的容