基于滑模觀測器的多電機(jī)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(jī)系統(tǒng)的運(yùn)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(jī)配合運(yùn)行，比如造紙、印刷等工業(yè)，多電機(jī)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(jī)械軸驅(qū)動方式正大量地被多電機(jī)同步驅(qū)動方式所取代。目前，多電機(jī)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(diǎn)已

2、成功應(yīng)用于造紙機(jī)等設(shè)備。
　　傳統(tǒng)電子虛擬總軸控制策略中，各從屬電機(jī)將虛擬彈性扭矩反饋給虛擬電機(jī)，當(dāng)某臺從屬電機(jī)發(fā)生較大負(fù)載擾動時(shí)，由于虛擬彈性扭矩的計(jì)算及反饋存在時(shí)間滯后，使得電機(jī)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(jìn)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(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，首先將觀測的負(fù)載轉(zhuǎn)矩前饋補(bǔ)償至從屬電機(jī)的電流環(huán)，從而提高單臺電機(jī)的抗擾性能;其次將觀測的負(fù)載轉(zhuǎn)矩直接

3、求和反饋給虛擬電機(jī)，從而將從屬電機(jī)的負(fù)載變化情況更直觀地反映給虛擬電機(jī)，這兩方面作用共同提高了系統(tǒng)抗負(fù)載擾動能力。同時(shí)為了解決傳統(tǒng)滑模算法設(shè)計(jì)觀測器快速性和抖振程度相矛盾的問題，設(shè)計(jì)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(jī)驅(qū)動的紙張傳輸實(shí)驗(yàn)平臺，分別對傳統(tǒng)電子虛擬總軸控制策略和改進(jìn)電子虛擬總軸控制策略進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)的電子虛擬總軸控制策略在電機(jī)發(fā)生負(fù)載突變時(shí)，能有效減小多電機(jī)之間轉(zhuǎn)速和位置同步誤差