基于转矩跟随主从控制策略的多电机同步控制

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1、基于转矩跟随主从控制策略的多电机同步控制罗亚琴孙建忠刘然大连理工大学(116023)SynchronizationControlinMulti-motorSystemBasedontheTorqueFollowingMasterandSlaveControlStrategyLuoYaqinSunJianzhongLiuRanDalianUniversityofTechnology摘要：与传统的主从控制策略不同，提出以转矩为随着多电机传动的广泛应用，多电机同步控控制量，将主电机控制器的输出转矩作为给定转矩，从电机跟随主电机的转矩的控制策略。由于给定转矩是由主电机的转速差经过P

2、I调节得到的，受转速波动的影响较小，保证了主从电机间传递参量的稳定性。使用改进的主从控制策略和矢量变频控制方法设计了控制器，构成了转速与转矩双闭环控制系统。对四台异步电机的同步控制系统的仿真结果表明该控制策略具有较好的同步性能和稳定精度。关键词：转矩控制矢量变频多电机同步控制中图分类号:TM307文献标识码：AD0I编码：10.3969/j.issnl006-2807.2011.06.003跟踪误差制成为工业生产控制中备受关注的问题。由于生产的需要，一般情况下控制驱动轴的各电机之间相互独立，不存在物理连接，如钢厂的连铸机、冷(热)乳机，纺织业的染整机，以及造纸机、拉丝机等。

3、而这些生产工艺的效率与产品质量，与驱动电机的同步性能密切相关，有些甚至对同步精度提出了很高的要求。目前，利用多电机实现的传动系统己经发展出几种不同的同步控制策略，主耍包括同一给定控制、主从控制、虚拟总轴控制、交叉耦合控制和偏差耦合控制等［1］。传统的主从控制方法中，是以主电机的输出作为从电机的输入，使从电机跟随主电机，当主电机出现负载突变或速度跳变时，从电机可以随时跟踪主电机的变化，满足电机同步的需要。但如果系统中的从电机出现负载突变或速度跳变时，主电机因为没有从电机的任何反馈信息，因而造成了两台电机的失同步，从而对多电机同步控制系统造成比较大的影响［2］。本文就是在这样一

4、种背景下对主从控制进行改造，提出了转矩跟随控制。从电机的跟随量不再是主电机的输出，而是控制主电机运行的一个量一转矩。这是一种改进的主从控制，使主、从电机连接得更紧密，因此同步性也就会更好。Abstract:Theproposedcontrolstrategywasdifferentfromthetraditionalmasterslavecontrol,takingthetorqueasthecontrolquantityandtheoutputtorqueofthemainmotor’scontrollerasthegiventorquewhiletheslavemoto

5、rswasfollowingthegiventorque.Thegiventorquewasob-tainedthroughPIadjustmentfromdifferenceofthemasterandslavemotors'speed,soitwaslessaffectedfrombythespeed?uctuation,andensuredthetransferparameterstabil-itybetweenmastermotors.Thecontrollerwasdesignedbytheimprovedmasterandslavecontrolstrategy

6、andvectorfrequencyconversioncontrol,consistingadoubleclosedloopcontrolsystemofthespeedandthetorque.Thesimu-lationresultsofthefourmotorsshowedthattheproposedcontrolstrategyhadbettersynchronizationperformanceandstabilizationprecision.Keywords:TorquecontrolVectorfrequencyconver-sionMulti-moto

7、rSynchronizationcontrolTrackingerror82011年第6期1矢量变频控制1.1矢量控制矢量控制通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到了控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量（励磁电流）和产生转矩的电流分量（转矩电流）分别加以控制，并同时控制两分量的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种方法为矢量控制方式。1.2变频调速控制在各种异步电动机调速控制系统中，变频调速的性能