三電機同步協(xié)調(diào)控制自抗擾控制器設(shè)計和遠程監(jiān)控.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著全球經(jīng)濟的不斷發(fā)展、工業(yè)自動化水平的不斷提高,我國作為制造生產(chǎn)業(yè)大國,在多電機同步協(xié)調(diào)運動控制的問題上對控制器性能有了新的要求。比如控制器的魯棒性、解耦性等。本文的研究對象是三電機同步協(xié)調(diào)運動系統(tǒng),該系統(tǒng)是一個多變量、非線性、時變、耦合系統(tǒng)。在本文中,將自抗擾技術(shù)應用到其中,分別設(shè)計了速度一階自抗擾控制器和張力二階自抗擾控制器,用來控制三電機同步協(xié)調(diào)運動系統(tǒng)中的電機轉(zhuǎn)速以及兩兩電機之間的張力,并設(shè)計了遠程監(jiān)控。
   在本文

2、中,首先分析了三電機同步協(xié)調(diào)運動系統(tǒng),給出了三電機同步協(xié)調(diào)運動系統(tǒng)的數(shù)學模型,從而得出了電機轉(zhuǎn)速與電機間張力的關(guān)系,為確定采用主從控制策略提供了基礎(chǔ)。接著,在分析經(jīng)典PID控制技術(shù)的優(yōu)缺點后,介紹了韓京清研究員所提出的自抗擾控制技術(shù),并將該技術(shù)運用到三電機同步協(xié)調(diào)運動控制中去,設(shè)計出了速度一階自抗擾控制器和張力二階自抗擾控制器。自抗擾控制器主要由跟蹤微分器、擴張狀態(tài)觀測器以及非線性狀態(tài)誤差反饋組成。自抗擾控制器的主要思想就是無需系統(tǒng)精確

3、的數(shù)學模型,能將內(nèi)擾外擾統(tǒng)一視為總擾動加以觀察和補償,而該工作主要是由擴張狀態(tài)觀測器來完成,所以說擴張狀態(tài)觀測器是自抗擾控制器的技術(shù)核心。自抗擾控制器同時也采用了經(jīng)典PID的主要思想:“以誤差來消除誤差”。由于在現(xiàn)代工業(yè)中,絕大多數(shù)控制使用的是PID控制器,所以使用自抗擾控制器改造如今的工業(yè)現(xiàn)場無需改變外部硬件或采樣參數(shù),可以直接替代PID控制器。同時,自抗擾控制器也克服了現(xiàn)代控制理論依賴于數(shù)學模型的缺點。
   本文以西門子S

4、7-300PLC為控制中心,在STEP7中完成了自抗擾算法,并使用PROFIBUS、MPI、Internet等通訊方式實現(xiàn)下位機通信、上位機監(jiān)控以及多端口遠程監(jiān)控。PLC程序采用了結(jié)構(gòu)化編程的思想,上位機監(jiān)控使用WinCC軟件來完成,遠程監(jiān)控使用WebNavigator組件完成。
   本文分別針對速度一階自抗擾控制器以及張力二階自抗擾控制器設(shè)計了跟蹤實驗、解耦實驗、以及負載實驗。將實驗結(jié)果與傳統(tǒng)PID控制器的實驗結(jié)果做對比,結(jié)

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