多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略與應(yīng)用研究.pdf

1、多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制廣泛應(yīng)用于各類精密機(jī)械加工、編織、纏繞及軋鋼等機(jī)電一體化設(shè)備的自動(dòng)控制.隨著相關(guān)設(shè)備的自動(dòng)化水平及生產(chǎn)工藝要求的不斷提高,現(xiàn)有的傳動(dòng)與控制方式已不完全能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要.因此,應(yīng)用先進(jìn)控制理論和方法,研究開發(fā)高性能的多軸協(xié)調(diào)控制策略與控制系統(tǒng)具有普遍的現(xiàn)實(shí)意義和廣泛的應(yīng)用前景.本文從一類多軸協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的實(shí)際工程項(xiàng)目研發(fā)需要出發(fā),深入研究多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中多軸協(xié)調(diào)控制問題.首先,通過對(duì)典型位置跟蹤控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及

2、特點(diǎn)、交流電機(jī)數(shù)學(xué)模型等問題的研究,針對(duì)多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)廣泛采用交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)、各軸負(fù)載擾動(dòng)差異較大的特點(diǎn),提出基于變頻調(diào)速技術(shù)與多軸合成誤差補(bǔ)償原理的主從協(xié)調(diào)控制方案.這樣,不僅可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)跟蹤控制目標(biāo),而旦使控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì),調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)方便.在此基礎(chǔ)上,針對(duì)大多數(shù)多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)存在未建模誤差較大,各類不確定干擾因素復(fù)雜等實(shí)際問題,應(yīng)用智能控制理論與方法,設(shè)計(jì)了基于模糊理論、專家控制的多軸協(xié)調(diào)控制策略,從而進(jìn)一步提高了多電機(jī)

3、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)多軸協(xié)調(diào)控制的魯棒性、快速性、協(xié)調(diào)跟蹤精度等性能.論文的第一部分首先綜述多軸協(xié)調(diào)控制研究現(xiàn)狀,介紹了兩類多電機(jī)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn);通過對(duì)矢量控制下異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型、多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本特點(diǎn)的研究,提出了構(gòu)建準(zhǔn)全閉環(huán)位置跟蹤控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則與方法和基于變頻調(diào)速技術(shù)與多軸合成誤差補(bǔ)償原理的主從跟蹤控制方案這一多電機(jī)協(xié)調(diào)控制思想.同時(shí)還對(duì)高抗干擾性能的速度與位置檢測(cè)方法與實(shí)現(xiàn)技術(shù)、侵入系統(tǒng)干擾途徑與抑制措施等主要問題進(jìn)行

4、了分析與研究,通過提出的消抖方法、基于ISP器件的多通道采集卡的設(shè)計(jì)方案及多種抗干擾措旌,較好地解決了振動(dòng)環(huán)境以及復(fù)雜干擾環(huán)境下多電機(jī)協(xié)調(diào)控制可靠性問題,同時(shí),也為提高系統(tǒng)的控制精度等性能指標(biāo)奠定了基礎(chǔ).在第一部分的多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)多軸協(xié)調(diào)智能控制策略研究一章中,提出了基于控制規(guī)則自調(diào)整模糊控制的主從軸跟蹤控制策略、模糊專家控制的多軸合成誤差補(bǔ)償控制策略的設(shè)計(jì)方法,最后,通過構(gòu)建相關(guān)實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,證明了本文提出的控制方案及控制方

5、法正確性與可行性.論文的第二部分,以多臺(tái)異種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的纖維纏繞機(jī)的多軸協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為實(shí)例,對(duì)多軸協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了深入研究.根據(jù)生產(chǎn)工藝、系統(tǒng)及運(yùn)行環(huán)境的特點(diǎn),建立主從軸跟蹤靜態(tài)模型,設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、拖動(dòng)方案及基于多模模糊控制的多軸協(xié)調(diào)控制方法;此外,還對(duì)影響系統(tǒng)控制精度的誤差源、特點(diǎn)等進(jìn)行了分析,提出了減少這些誤差的控制方法與途徑:通過對(duì)變速過程的平穩(wěn)性性能要求的分析,進(jìn)一步完善了基于多模模糊控制的多軸速度與位置雙