基于新型模糊补偿器的多电机同步控制研究.pdf

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1、第33卷第02期计算机仿真2016年2月文章编号：1006—9348(2016)02—0389—04基于新型模糊补偿器的多电机同步控制研究王延博，佃松宜，向国菲(四川大学电气信息学院，四川成都，610065)摘要：针对伺服转台多电机同步驱动系统中因负载不平衡导致速度不同步且存在跟踪误差的问题，由于系统存在强非线性难以精确建模，因而采用模型的控制方法如偏差耦合PID控制等往往难以获得满意的同步控制效果。为解决上述问题，结合不依赖于模型的模糊控制算法，提出一种同步补偿加跟踪补偿的控制策略。首先，结合伺服转台机械结构说明多电机驱动系统原

2、理；然后根据同步误差与跟踪误差的控制要求，建立多电机同步控制方案；进一步给出了新型模糊补偿的多电机同步控制器设计方法。仿真结果表明，与偏差耦合的传统PID控制相比，具有较快的收敛速度，改善同步性的同时又具有较高的跟踪精度。关键词：多电机同步；模糊控制；偏差耦合中图分类号：TP273+．4；TM351文献标识码：BResearchonSynchronizationControlofMulti——MotorSystemsBasedonNovelFuzzyCompensatorWANGYan—bo，DIANSong—yi，XIANGGu

3、o—fei(CoUegeofElectricalEngineeringandInformation，SichuanUniversity，ChengduSichuan610065，China)ABSTRACT：Inordertosolvetheproblemofspeedsynchronizationandtrackingel'rorcausedbyunbalancedloadinsei'voturntablemulti——motordrivesystemwhichisdifficulttomodelaccuratelybecaus

4、eofitscomplexnonlinearfea--ture，itisoftenhardforconventionalmodel—basedmethodssuchascross—couplingPIDtoachievegoodsynchroni-zationperformance．Therefore，combingfuzzycontrolmethodwhichdoesnotrelyonmodels，asynchronizationcon—trolstrategyincludingsynchronouscompensationan

5、dtrackingcompensationWasproposed．Thetheoryofmulti—mo-tordrivesystemWasgivenfirstbasedontheservoturntablemechanicalstructure．Thenaccordingtotheconditionsofsynchronizationerrorsandtrackingerrors，amulti—motorsynchronizationcontrolschemeWasestablished．Further-more，thedesi

6、gnmethodofnovelfuzzycompensatorbasedsynchronizationcontrollerWasgiven．Simulationresultsil-lustratethattheproposedcontrolmethodhasfasterconvergentspeed，improvedsynchronizationperformanceandhighertrackingprecisioncomparedwithtraditionalPIDCroSS—couplingcontrolmethod．KEY

7、WORDS：Multi—motorsynchronous；Fuzzycontrol；Cross—coupledcontrol1引言随着工业应用技术水平的不断提高，多电机同步驱动技术已经应用在诸多领域中，例如造纸、印刷、纺织，高速铁路牵引系统和伺服转台等⋯。实际多电机同步控制系统中，由于存在电机参数不能精确获得、齿隙非线性因素和电机之间负载不平衡等情况，如何设计同步与跟踪性能良好的多电机控制系统一直是学术研究和工程实践的热点问题。目前存在的多电机同步控制策略，主要包括早期提出的收稿日期：2015—04—14修回日期：2015—05—

8、05主从和并行控制等非耦合方式，及后来提出的同步性能更好的耦合方式。文献[2]提出的交叉耦合控制策略，是将某一台电机的速度与另一台做差后补偿电机之间转动惯量的不同。文献[3]提出的相邻偏差耦合控制策略是对交叉耦合控制的改进，并从理论上证明了其适用于