二維飛行機構(gòu)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、飛行機構(gòu)是舞臺柵頂一種必備的機械裝置，用于舞臺表演，以此來增加舞臺演出效果，也可以用于影視劇制作、大型秀場表演等。飛行機構(gòu)按結(jié)構(gòu)可分為軌道式和非軌道式控制系統(tǒng)，本課題研究的是非軌道式單點雙電機協(xié)調(diào)控制的二維飛行機構(gòu)控制系統(tǒng)。目前，我國舞臺飛行機構(gòu)從自動化水平、設(shè)計方案、控制性能和投資費用等相比于歐美發(fā)達國家，仍有較大差距。因此，研究出一款性能穩(wěn)定可靠、成本低廉的二維飛行機構(gòu)控制系統(tǒng)，具有一定的社會效益。本文主要工作如下所示：
　　

2、1、本文首先根據(jù)控制系統(tǒng)的功能需求，設(shè)計了二維飛行機構(gòu)控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，根據(jù)總體結(jié)構(gòu)對控制系統(tǒng)主要部件進行了選取。接著設(shè)計了飛行機構(gòu)控制系統(tǒng)的電氣控制方案，電機采用交流變頻調(diào)速；控制系統(tǒng)中的位置、速度參數(shù)用編碼器來檢測；PLC接收給定值和外部反饋信號，根據(jù)其內(nèi)部的邏輯運算，按設(shè)計要求控制各輸出部件。
　　2、飛行機構(gòu)控制系統(tǒng)的主要目標就是能夠根據(jù)已知軌跡進行軌跡跟蹤，因此建立控制系統(tǒng)的運動學模型并進行相應(yīng)的運動方程推導，得出協(xié)調(diào)

3、控制中兩側(cè)鋼絲繩長度、速度、加速度的求取公式。針對軌跡跟蹤過程中速度的跳躍，采用拋物線插值。設(shè)計控制系統(tǒng)的閉環(huán) PID反饋系統(tǒng)，以電機轉(zhuǎn)速作為控制輸入量進行仿真分析。
　　3、控制系統(tǒng)以 PLC為主控制器，實行現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通信和控制算法的實施。二維飛行機構(gòu)控制系統(tǒng)的編程軟件采用 STEP7軟件，上位機監(jiān)控軟件采用 WINCC，監(jiān)視界面可實現(xiàn)人機互交以及對控制系統(tǒng)進行實時監(jiān)控、報警、數(shù)據(jù)記錄等功能。
　　4、總結(jié)分析了所