两永磁电机二自由度交叉耦合控制方法​

专利名称：两永磁电机二自由度交叉耦合控制方法

专利类型：发明授权

申请(专利)号：CN201810746661.7

       本发明涉及两电机交叉耦合控制方法,为能够在不影响两电机传统交叉耦合控制效果的基础上,实现跟踪误差和同步误差的二自由度独立控制,同时控制器参数易于整定,在工程中方便实现。本发明给出两永磁电机二自由度交叉耦合控制方法,步骤如下：(1)两永磁电机系统电气量采集与计算；(2)前馈补偿与二自由度控制：采用两个比例积分PI控制器,分别控制同步误差和跟踪误差,其传递函数分别为H(s)和F(s),控制系统包括反馈信号、前馈补偿、交叉耦合控制。本发明主要应用于两电机交叉耦合控制场合。

       1.一种两永磁电机二自由度交叉耦合控制方法,其特征是,步骤如下：(1)两永磁电机系统电气量采集与计算,包括：a、采集两台电机的实际转速,将每台电机实际转速和参考转速相减得到跟踪误差；b、将两台电机转速相减,得到同步误差；c、采集两台电机的三相定子电流,并将所述的三相定子电流变换为在两相静止α-β坐标系上的定子电流分量；d、采集两台电机的转子磁场角度,将两台电机在两相静止α-β坐标系上的定子电流分量变换为两相旋转d-q坐标系上的定子电流分量；e、采集直流侧电压；(2)前馈补偿与二自由度控制采用两个比例积分PI控制器,分别控制同步误差和跟踪误差,其传递函数分别为H(s)和F(s),控制系统包括反馈信号、前馈补偿、交叉耦合控制,具体控制器结构如下：a、反馈信号：对于电机1,输入为参考转速ωref,电机1实际转速ω1反馈至输入端,并与参考转速相减得到电机1跟踪误差,同时把电机2实际转速ω2也反馈至输入端,与电机1跟踪误差相减,其结果为第1信号；对于电机2,输入为参考转速ωref,电机2实际转速ω2反馈至输入端,并与参考转速相减得到电机2跟踪误差,同时把电机1实际转速ω1也反馈至输入端,与电机2跟踪误差相减,其结果为第2信号；b、前馈补偿,对于电机1,前馈补偿器的输入为电机1实际转速ω1,补偿器的传递函数为同步误差控制器除以跟踪误差控制器,即为H(s)/F(s),前馈补偿器的输出结果为第3信号；对于电机2,前馈补偿器的输入为电机2实际转速ω2,补偿器的传递函数为同步误差控制器除以跟踪误差控制器,即为H(s)/F(s),前馈补偿器的输出结果为第4信号；c、将上述第1信号和第3信号、第2信号和第4信号分别对应作为电机1、2的跟踪误差控制器F(s)的输入,其输出即为电机1、2的参考电磁转矩Te1_ref、Te2_ref；d、交叉耦合控制,两台电机实际转速相减,得到同步误差Δωs,将其作为同步误差控制器H(s)的输入,同步误差控制器H(s)的输出分别与电机1参考电磁转矩相减,与电机2参考电磁转矩相加,然后再分别与电机1、2的负载转矩相减,再经过内环电流控制器,得到电机1、2两相旋转d-q坐标系上的参考定子电压；e、采用空间矢量脉宽调制的方法,产生每套逆变器开关管的控制信号,分别控制两台电机转速。