科创中国
基于改进型相邻交叉耦合的多电机比例同步控制算法
发布时间: 2022-11-18
基本信息
合作方式：
技术许可
成果类型：
发明专利
行业领域：
电气伺服传动领域
成果介绍
在纺织、造纸、薄膜收卷等系统中，多电机同步控制的问题广泛存在。常见的多电机同步关系为ω1＝ω2＝…＝ωn，即各电机的速度同步比例系数都为1，它是最简单的同步关系。但在实际生产如薄膜拉伸收卷时，为保证薄膜以一定的张力运行，电机之间的速度需要按一定比例递增，即ω1:ω2:…:ωn＝μ1:μ2:…:μn。多电机同步控制的好坏直接影响系统的可靠性和控制精度。传统的同步控制结构主要包括并行控制，主从控制，虚拟总轴控制等，控制精确度不高且结构非常复杂，算法的设计较为复杂，在应用中有一定难度。
本项目研发了一种基于改进型相邻交叉耦合的多电机比例同步控制算法，对相邻交叉耦合控制结构进行改进，将多电机同步系统分为n个同步子系统，设置相邻交叉耦合控制结构中每个同步子系统的控制参数，增加了比例环节，再对每个同步子系统的控制参数进行重新设置，并建立重新设置的控制参数的关系方程组，使多电机同步系统中各电机之间的转速按比例同步运行；在每个同步子系统中，包括3个参数模糊自整定PID控制器，分别实现一个跟踪误差控制功能和两个同步误差控制功能。实现了多电机的任意比例同步控制。
成果亮点
1、对相邻交叉耦合控制结构进行了改进，在原有基础上增加比例环节，对控制参数进行重新定义，并建立重新定义的控制参数的关系方程组。该改进型控制结构不仅能实现多电机的速度完全同步，还能实现多电机以任意比例进行同步。
2、利用模糊推理的思想，将模糊控制器与PID控制器相结合，设计了模糊PID控制器。与传统PID控制器相比，它能更好地克服复杂系统中的参数时变、非线性等问题，消除稳态误差，具有较高的同步控制精度和较快的收敛速度。
团队介绍
孙宇，南京理工大学机械工程学院教授，主要从事机械制造及其自动化方向的研究。先后承担国家“863”、国防预研、省部级科技攻关及企业委托项目60余项，获省部级科技进步奖7项，获国家发明专利9项，发表科学研究论文100余篇，出版专著4部，参加编写教材2部。
曹春平，南京理工大学机械工程学院副教授，研究方向：复杂系统的检测、诊断、控制和维护、材料成形与制造。获得江苏省自然基金一项；负责或为主承担省部级项目及企业合作项目10余项；在国内外杂志期刊发表论文20余篇，其中EI检索8篇以上；申请软件著作权一项。
丁武学，南京理工大学机械工程学院副教授，主要从事机械制造及其自动化方向的研究。负责并完成江苏省自然科学基金项目、总装国防重点实验室项目、江苏省重大科技成果转化等数十项；发表相关论文20余篇，参写论著一部；获江苏省科技进步三等奖一项。
武凯，南京理工大学机械工程学院教授，主要研究内容包括:先进机械装备的设计与制造技术、CAD/CAE/CAM技术、高速加工技术、加工变形控制技术等。承担了国家重大科技专项、江苏省重大成果转化、江苏省自然科学基金等多项国家、省部级项目。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”军工安防与应急产业科技服务团 (中国兵工学会) 评价时间：2022-11-18
赵磊
南京理工大学
副教授
综合评价
该成果研发了一种基于改进型相邻交叉耦合的多电机比例同步控制算法，实现了多电机的任意比例同步控制，对传统工业电气伺服传动行业有一定的引领性作用，技术创新性较强，且技术成熟，投资回报比较可靠，目标市场处于成长市场，但该市场存在多种技术路线，产品竞争会很激烈。
总体而言，该项目技术思路方向很好，未来市场空间大，符合行业发展方向，转化成熟度很高，值得支持推广。建议强化相应产品开发，加大产业链开发力度。
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