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专利号: 2020104435436
申请人: 湖南工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于双偏差耦合结构的多电机转速转矩双同步控制方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、设计转速补偿器及转矩补偿器,得到多电机系统中任一电机实时速度补偿信号、实时转矩补偿信号以及多电机系统中任意两台电机之间的转速同步误差和转矩同步误差;

S2、建立电机转速数学模型和电机转矩数学模型;

电机转速数学模型为:

其中:θi表示第i台电机的旋转角度;ωi表示第i台电机的转速;Ji表示第i台电机的转动惯量;ψfi表示第i台电机的磁链;iqi表示第i台电机的交轴电流;npi表示第i台电机的磁极对数;TLi表示第i台电机的负载转矩;

S3、设计转速控制器和转矩控制器;

转速控制器具体表达为:

其中,i=1,2…,n;

Hi、εi为大于零的任意常数;Si第i控制器的滑模面,λij为第i台与第j台电机之间的转动惯量比, 为第i台电机的参考转速,具体表达为:sgn(Si)为符号函数,Pi为正常数;

转矩控制器具体表达为:

其中,i=1,2…,n;

ki、γi为大于零的任意常数;Zi第i控制器的滑模面,具体表达为:Zi=QiEi,sgn(Zi)为符号函数,Qi为正常数,Tei、Tej为系统中任意两台不相同电机的转矩, 为第i台电机的参考转矩;

S4、证明S3中构造的转速控制器和转矩控制器的稳定性。

2.根据权利要求1所述的一种基于双偏差耦合结构的多电机转速转矩双同步控制方法,其特征在于,在步骤S1中实时速度补偿信号为Δωi,具体表达为:其中,i,j=1,2…,n,且i≠j;λij为第i台与第j台电机之间的转动惯量比;

ωi、ωj为系统中任意两台不相同电机的转速。

3.根据权利要求1所述的一种基于双偏差耦合结构的多电机转速转矩双同步控制方法,其特征在于,在步骤S1中的实时转矩补偿信号为ΔTei,具体表达为:其中:i,j=1,2…,n,且i≠j;λij为第i台与第j台电机之间的转动惯量比;Tei、Tej为系统中任意两台不相同电机的转矩。

4.根据权利要求1所述的一种基于双偏差耦合结构的多电机转速转矩双同步控制方法,其特征在于,在步骤S1中多电机系统中任意两台电机之间的转速同步误差为τij,具体表达为:τij=ωi‑ωj

其中,ωi、ωj为系统中任意两台不相同电机的转速。

5.根据权利要求1所述的一种基于双偏差耦合结构的多电机转速转矩双同步控制方法,其特征在于,在步骤S1中多电机系统中任意两台电机之间的转矩同步误差为ξij,具体表达为:ξij=Tei‑Tej

其中,Tei、Tej为系统中任意两台不相同电机的转矩。

6.根据权利要求1所述的一种基于双偏差耦合结构的多电机转速转矩双同步控制方法,其特征在于,在步骤S2中,电机转矩数学模型为:其中,Tei表示第i台电机的电磁转矩;ψfi表示第i台电机的磁链;iqi表示第i台电机的交轴电流;npi表示第i台电机的磁极对数。

7.根据权利要求1所述的一种基于双偏差耦合结构的多电机转速转矩双同步控制方法,其特征在于,在步骤S3中需先设计滑模面,滑模面的表达式为:Zi=QiEi

其中,i=1,2…,n;Qi为正常数。

8.根据权利要求1所述的一种基于双偏差耦合结构的多电机转速转矩双同步控制方法,其特征在于,在步骤S4中,通过构建李雅普诺夫函数来证明转速控制器与转矩控制器的稳定性。