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专利号: 2018112027094
申请人: 湖南工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于电力机车牵引总量一致的多电机协调控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1、根据电力机车司机室发送的动力指令获取电力机车的牵引转矩总量Te*;

S2、基于牵引总量一致,将牵引转矩总量按分配策略分配至机车上各台电机,发送设定指令至各台电机,使得各台电机根据指令输出相应大小的转矩,实现第一目标 Tej为第j台电机的输出转矩,n为电力机车上牵引电机的总台数;所述分配策略基于能量最小化使多电机输出牵引转矩的动态变化过程,由各台电机牵引转矩组成的能量函数J达到最小;所述能量函数为 T=[Te1,Te2,...,Tej,...,Ten]T为牵引转矩矩阵,P=diag(a1,a2,...,aj,...,an)为权值矩阵,aj为各转矩的权值系数,且aj>0;分配策略具体表达为: 其中b为正常数;

S3、构建多电机系统模型,设计滑模变结构控制器使得各电机输出转矩误差收敛,并稳定在零附近: ej为第j台电机输出转矩与设定指令之间的跟踪误差。

2.根据权利要求1所述的一种基于电力机车牵引总量一致的多电机协调控制方法,其特征在于,步骤S3中多电机数学模型: 其中j=1,2,3,...n,Rj、Lj分别为第j台电机的电阻和电感,ij、uj为第j台电机的电流和输入端口的电压,ωj为第j台电机齿轮箱的输出角速度,kej为第j台电机的反电动势常数,ktj为第j台电机齿轮箱的传动比,J0j和J1j分别为第j台电机的电机和齿轮箱的转动惯量,b0j和b1j分别为第j台电机的电机和齿轮箱的粘滞摩擦系数,kmj为第j台电机电机转矩常数, 为第j台电机负载转矩, 为第j台电机输出转矩;定义状态变量x1j=ωj, x3j=Tej,得到状态方程:其中 为等效惯性力矩, 为等

效粘滞阻尼常数, dj=[d1j,d2j,d3j]为时变扰动。

3.根据权利要求2所述的一种基于电力机车牵引总量一致的多电机协调控制方法,其特征在于,步骤S3设计滑模变结构控制器具体为:定义所述滑模控制器的积分滑模面为其中c为待设计的正常数、sgn(·)为符号函数;根据所述电机的状态方程以及积分滑模面,设计滑模控制器的积分滑模控制律为

ηj为待设计的正常数。

4.根据权利要求3所述的一种基于电力机车牵引总量一致的多电机协调控制方法,其特征在于,所述ηj满足ηj≥|d3j|机车条件,ej为在有限时间内收敛为0。

5.根据权利要求1-4所述的一种基于电力机车牵引总量一致的多电机协调控制方法,其特征在于,步骤S2分配策略等价为同时满足 与a1Te1=a2Te2=...=ajTej=...=anTen,能量函数J达到最小。