三電機(jī)同步協(xié)調(diào)控制自抗擾控制器設(shè)計(jì)和遠(yuǎn)程監(jiān)控.pdf

1、隨著全球經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展、工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高，我國(guó)作為制造生產(chǎn)業(yè)大國(guó)，在多電機(jī)同步協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)控制的問(wèn)題上對(duì)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(duì)象是三電機(jī)同步協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一個(gè)多變量、非線性、時(shí)變、耦合系統(tǒng)。在本文中，將自抗擾技術(shù)應(yīng)用到其中，分別設(shè)計(jì)了速度一階自抗擾控制器和張力二階自抗擾控制器，用來(lái)控制三電機(jī)同步協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中的電機(jī)轉(zhuǎn)速以及兩兩電機(jī)之間的張力，并設(shè)計(jì)了遠(yuǎn)程監(jiān)控。
　　 在本文

2、中，首先分析了三電機(jī)同步協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，給出了三電機(jī)同步協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，從而得出了電機(jī)轉(zhuǎn)速與電機(jī)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(diǎn)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(yùn)用到三電機(jī)同步協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)控制中去，設(shè)計(jì)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(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)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(wú)需系統(tǒng)精確

3、的數(shù)學(xué)模型，能將內(nèi)擾外擾統(tǒng)一視為總擾動(dòng)加以觀察和補(bǔ)償，而該工作主要是由擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器來(lái)完成，所以說(shuō)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器是自抗擾控制器的技術(shù)核心。自抗擾控制器同時(shí)也采用了經(jīng)典PID的主要思想:“以誤差來(lái)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(chǎng)無(wú)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(shí)，自抗擾控制器也克服了現(xiàn)代控制理論依賴(lài)于數(shù)學(xué)模型的缺點(diǎn)。
　　 本文以西門(mén)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(shí)現(xiàn)下位機(jī)通信、上位機(jī)監(jiān)控以及多端口遠(yuǎn)程監(jiān)控。PLC程序采用了結(jié)構(gòu)化編程的思想，上位機(jī)監(jiān)控使用WinCC軟件來(lái)完成，遠(yuǎn)程監(jiān)控使用WebNavigator組件完成。
　　 本文分別針對(duì)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(jì)了跟蹤實(shí)驗(yàn)、解耦實(shí)驗(yàn)、以及負(fù)載實(shí)驗(yàn)。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與傳統(tǒng)PID控制器的實(shí)驗(yàn)結(jié)果做對(duì)比，結(jié)