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申请/专利权人：广东工业大学

摘要：本发明属于双电机同步控制领域，具体为一种双电机运动系统的统一频域特性控制同步控制方法，包括双轴同步控制系统模型，模型包括设定虚拟主轴和虚拟电机；虚拟主轴是模仿主轴同步方式，在主从同步控制的基础上，将从轴的驱动力矩反馈至主轴控制回路中；虚拟电机是利用电信号模拟实际机械轴，实现对伺服运动的控制，包括惯性参数和控制参数的设计；优化设计补偿控制器，同步运动过程中，误差包括轴与轴之间的同步误差和轴与指令之间的跟踪误差。与现有技术相比，本申请解决现有技术中双轴电机负载力矩较大而导致的不均衡问题，能够使用虚拟主轴的同步控制结构并结合加权耦合控制器对误差进行补偿，实现了双电机同步控制。

主权项：1.一种双电机运动系统的统一频域特性控制同步控制方法，其特征在于，包括：设计双轴同步控制系统模型，模型包括设定虚拟主轴，模仿主轴同步方式，在主从同步控制的基础上，将从轴的驱动力矩反馈至主轴控制回路中，实现了主轴与从轴之间控制信号的耦合反馈；设计虚拟电机，利用电信号模拟实际机械轴，实现对伺服运动的控制，包括惯性参数和控制参数的设计，其中，惯性参数是虚拟电机的转动惯量设置，控制参数包括PID控制器在内的各环节等效的传递函数参数；设定上述主轴转动惯量，需要考虑各从轴的运动特性和系统自身最大允许误差，惯量的选取与所要求的转矩直接相关，力矩关系应满足：T-∑Ti＝Jmωm上式中，T为主轴驱动力矩；Ti为各轴反馈至主轴的力矩，其中i＝1，2；Jm、ωm为主轴的转动惯量和角加速度；根据胡克定律，考虑主轴的衰减效果，得到各运动轴的驱动力矩计算式：Ti＝bsωm-ωi+Ks∫ωm-ωidt上式中，bs、Ks为运动轴的衰减系数和弹性系数；ωi为运动轴的角速度；各从轴反馈至虚拟主轴的力矩也为Ti；依据实际的力矩大小比值对惯量进行选取，可得到合适的惯性参数；计算伺服电机的传递函数，表示为： 上式是基于伺服电机的数学模型进行计算的，其中，Kt、Ku为系统的转矩系数和感应电动势系数，Ra、La为定子电阻和电枢电感，J为转动惯量；优化设计补偿控制器，同步运动过程中，误差包括轴与轴之间的同步误差和轴与指令之间的跟踪误差，设补偿量为 上式中，ωe和ωg2分别表示同步误差和轴跟踪误差的权系数；设轴的实际位置s2，指令位置为s*，令ωg2＝s2s*为轴跟踪误差的权系数，利用始、终点定位条件可知ωe＝1-ωg2，可以得到两轴的实际补偿量为

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