多電機(jī)協(xié)調(diào)控制與容錯(cuò)策略分析.pdf

1、在工業(yè)應(yīng)用中有一些驅(qū)動(dòng)重型負(fù)載的機(jī)械，比如大型隧道掘進(jìn)機(jī)，卷板機(jī)，帶鋼冷軋機(jī)組主機(jī)等，這些情況下常常將負(fù)載分配給多臺(tái)電機(jī)，采用多電機(jī)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(yán)格要求的特殊應(yīng)用場(chǎng)合，無(wú)法安置一臺(tái)大功率電機(jī)，此時(shí)也會(huì)采用多電機(jī)協(xié)調(diào)控制的方式驅(qū)動(dòng)負(fù)載。同時(shí)這種驅(qū)動(dòng)方式有助于降低系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)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(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩分配不均與提高運(yùn)行可靠性角度出發(fā)，討論了多電機(jī)轉(zhuǎn)矩分配系統(tǒng)中存

2、在的問(wèn)題，提出了解決問(wèn)題的方案。
　　文章采用建模、實(shí)驗(yàn)、分析與總結(jié)的研究方法，對(duì)多電機(jī)系統(tǒng)的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了研究。首先針對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)反電勢(shì)波形與常用模型有較大區(qū)別的問(wèn)題，對(duì)電機(jī)本體進(jìn)行了詳細(xì)分析并重新建模，通過(guò)Simulink仿真得到了與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致的電流波形，驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。
　　然后分析了多電機(jī)聯(lián)合輸出轉(zhuǎn)矩的運(yùn)行機(jī)制，認(rèn)為可由單電機(jī)控制系統(tǒng)并聯(lián)得到，進(jìn)而在電機(jī)本體的二階傳遞函數(shù)基礎(chǔ)上討論了單電機(jī)控制系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)方

3、法。之后以雙電機(jī)剛性連接系統(tǒng)為例，對(duì)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(duì)本體參數(shù)變化的適應(yīng)性。在提出的基于主機(jī)相電流采樣的主從控制結(jié)構(gòu)中，弱化了各電機(jī)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(tái)電機(jī)的轉(zhuǎn)子以何種相對(duì)轉(zhuǎn)角進(jìn)行連接的問(wèn)題上，分析了轉(zhuǎn)子之間不同相對(duì)轉(zhuǎn)角對(duì)合成電磁轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的影響，認(rèn)為通過(guò)控制轉(zhuǎn)子相對(duì)轉(zhuǎn)角對(duì)稱分布可以降低合成電磁轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，這一點(diǎn)得到了仿真分析的驗(yàn)證。
　　接下來(lái)針對(duì)多電機(jī)剛性連接與柔性

4、連接系統(tǒng)中典型的振動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行了討論，其中在間隙齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中，認(rèn)為間隙的存在會(huì)在多電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，分析結(jié)果顯示，在不考慮機(jī)械參數(shù)變動(dòng)的前提下，只在起動(dòng)過(guò)程有振動(dòng)存在，并不會(huì)對(duì)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行產(chǎn)生影響。不過(guò)在平型帶傳動(dòng)系統(tǒng)的仿真分析中，發(fā)現(xiàn)了明顯的共振現(xiàn)象，在對(duì)比實(shí)驗(yàn)中總結(jié)了多電機(jī)帶傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生共振的兩個(gè)條件，即電機(jī)之間交替的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)和換相頻率接近系統(tǒng)固有頻率。
　　最后針對(duì)提高多電機(jī)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)可靠性的問(wèn)題，討論了相關(guān)的容