多變量運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-05-29 13:19 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 m k g m? ? ? ? ?23 7 5 1 2 6 3 . 8 1 2 7 . 6()1 1 0 . 0 0 0 8 ( 1 0 . 0 0 0 8 )bbKGSt S G D S S S S S? ? ? ? ?? ? ?控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì) 實(shí)測(cè)速度跟蹤實(shí)際波形 時(shí)間為 5S，開始時(shí)使電機(jī)升至 600r/min， 3S時(shí)突減速度給定，得到電機(jī)的實(shí)際速度跟蹤波形： 上升峰值時(shí)間為2S，下降峰值時(shí)間為 4S 控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì) 三種磁鏈定向的仿真波形 氣隙磁鏈定向的仿真波形 定子磁鏈定向的仿真波形 只有按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的仿真波形的上升峰值時(shí)間為 2S，下降峰值時(shí)間為 4S，與實(shí)際波形趨勢(shì)一致。 控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì) ?結(jié)論：按轉(zhuǎn)子磁鏈定向建立的單機(jī)架數(shù)學(xué)模型是準(zhǔn)確的。 轉(zhuǎn)子磁鏈定向的仿真波形 控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì) 直線調(diào)節(jié)器的原理圖： 上一機(jī)架速度超過(guò)下一機(jī)架時(shí)直線調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)方向，否則，相反 控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì) 直線調(diào)節(jié)器工作原理： ?系統(tǒng)采用直線調(diào)節(jié)器控制系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)直線調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)來(lái)微調(diào)金屬絲張力的大小進(jìn)而微調(diào)各機(jī)架速度比例關(guān)系。用線性接近式位置傳感器來(lái)檢測(cè)直線調(diào)節(jié)器的實(shí)際位置，并與設(shè)定位置比較后，反饋給主傳動(dòng)，形成閉環(huán)控制。 ?根據(jù)拉制理論可得：系統(tǒng)正常運(yùn)行的條件是通過(guò)每臺(tái)機(jī)架的金屬秒流量相等，即： Q A V C??1 1 2 2 1 1...... n n n nA V A V A V A V C??? ? ? ? ? 或 控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì) 直線調(diào)節(jié)器數(shù)學(xué)模型分析 L Vd t? ? ?? 1LVS? ??1HHV L S??????2 2 201144L H L??將式 (42)取全微分，得： 4dH LdL H?(42) 把式 (42)代入則得 : 201112 4 ( )HHLL? ???1Lhv T S? ??規(guī)范化 控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)與選型 ?圖爾克公司 WIM系列磁感式線性位移傳感器采用一種全新感應(yīng)功能原理，輸出的模擬量電流或電壓信號(hào)與永久磁塊位置成比例。這種傳感器采用緊湊外形設(shè)計(jì)，具有對(duì)位置磁塊的微小側(cè)向偏移進(jìn)行補(bǔ)償?shù)墓δ?。其重?fù)精確度為測(cè)量范圍的 177。 %，溫度漂移為 %/℃ 。 ?這種新的傳感器系列不僅可簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)解決各種常規(guī)工程應(yīng)用 (如在夾緊汽缸中 )，也可完成機(jī)器人和裝卸機(jī)構(gòu)中的許多位置或位移檢測(cè)任務(wù)。 ?由于位置磁塊的軸向磁化，因此傳感器對(duì)于磁塊位置的橫向偏移不敏感。這種產(chǎn)品適用于在檢測(cè)方向上有被磁化的特殊定位磁塊的許多應(yīng)用 (如通過(guò)旋轉(zhuǎn)式流量計(jì)或球閥的監(jiān)控 )。 ? WIM系列結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，并具有 3種不同測(cè)量長(zhǎng)度 ( 70、 110mm)和多種不同位置磁塊。這種非接觸和無(wú)摩擦的傳感器應(yīng)用非常廣泛。 控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)與選型 控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì) 整機(jī)數(shù)學(xué)模型 系統(tǒng)狀態(tài)列寫狀態(tài)方程如下： X A X B U?? Y CX?1 0 0 00 1 0 00 0 1 00 0 0 10000000000000000000000000000B????????????????? ??????????????????0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 1 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0C???????0 0 0 0 127 .6 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 127 .6 0 0 1 0 00 0 0 0 0 0 127 .6 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 127 .6 1 1 1127 .6 0 0 0 127 .6 0 0 0 0 0 00 127 .6 0 0 0 127 .6 0 0 0 0 00 0 127 .6 0 0 0 127 .6 0 0 0 00 0 0 127 .6 0 0 0 127 .6 0 0 00 0 0 0 2 2 0 0 0 0 00 0 0 0 0 2 2 0 0 0 00 0 0 0 0 0 2 2 0 0 0A??????? ? ? ??? ? ? ??? ??? ??????????????????????????控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì) 張力最優(yōu)調(diào)節(jié)器選擇 工程數(shù)據(jù)處理 帶常值輸入的最優(yōu)調(diào)節(jié)器 無(wú)限時(shí)間狀態(tài)調(diào)節(jié)器 線性二次型最優(yōu)調(diào)節(jié)器 最優(yōu)理論 控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì) 構(gòu)造帶常值擾動(dòng)的最優(yōu)調(diào)節(jié)器： ? 受控系統(tǒng)系統(tǒng)有常值干擾時(shí)，組成閉環(huán)反饋控制后，直接加給受控系統(tǒng)的控制作用，穩(wěn)態(tài)時(shí)必定是一個(gè)常值。這個(gè)常值是用來(lái)維持系統(tǒng)有一定的輸出，用以克服常值干擾造成的誤差。對(duì)于這種情況，設(shè)計(jì)最優(yōu)控制系統(tǒng)仍使用通常的二次型指標(biāo)函數(shù)，是不可能得到實(shí)用結(jié)果的，因?yàn)榉e分號(hào)下有常值時(shí)，無(wú)限積分值將趨于無(wú)窮大。因此，必須修改性能指標(biāo)函數(shù)。選用如下式的指標(biāo)函數(shù)形式是合適的，即選用： ? 因?yàn)?u1是趨向于 0的衰減函數(shù)，這就保證了它是有限值。這樣處理的結(jié)果相當(dāng)于在原受控系統(tǒng)上增加了一個(gè)積分環(huán)節(jié)。這種增加了一個(gè)附加環(huán)節(jié)的系統(tǒng)相對(duì)于原系統(tǒng)叫增廣系統(tǒng)。 ? 對(duì)于有外輸入作用和干擾作用的調(diào)節(jié)器問題，就可以通過(guò)增廣系統(tǒng)將其歸一化為標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)器問題來(lái)處理。 110 [ ( ) ( ) ( ) ( ) ]TTJ x t Qx t u t Ru t dt????控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì) ? 考慮完全可控系統(tǒng)： 式中 是某一恒值擾動(dòng)。 我們要設(shè)計(jì)一種線性最優(yōu)調(diào)節(jié)器，使得當(dāng)時(shí)間 t趨于無(wú)限長(zhǎng)時(shí)，狀態(tài)矢量 及其導(dǎo)數(shù) 都趨近于零。顯然，這就意味著要求： 如果存在一個(gè)矩陣 M，使 = M，那么，就可以選取 使條件得到滿足。 現(xiàn)假設(shè)存在這樣一個(gè)矩陣 M。于是，上述方程可以寫成： 性能指標(biāo) : 12( ) ( ) ( ) ( )x t A x t B u t B w t? ? ?()wt()xt ()xt12( ) ( )B u B w? ? ? ?2B 1B ( ) ( )u M w? ? ? ?( ) ( ) [ ( ) ( ) ]x t A x t B u t w t? ? ?? ? ? ?? ?
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