周麗--多電機(jī)總線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與同步解耦控制策略研究(編輯修改稿)
2025-02-14 01:08 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 三、多電機(jī)同步解耦策略研究 ? （ 1） 模糊控制策略 ? 基于 ProfibusDP現(xiàn)場(chǎng)總線的多電機(jī)模糊控制系統(tǒng) ? 在分析張力控制模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合模糊控制原理和一般的模糊控制器設(shè)計(jì)方法，在張力控制回路和速度控制回路分別設(shè)計(jì)了混合模糊 PID控制器。為了最大限度的減小速度回路變化對(duì)系統(tǒng)張力的影響，在速度控制回路和張力控制回路之間設(shè)計(jì)了一個(gè)模糊邏輯補(bǔ)償解耦器。 本課題組多電機(jī)同步控制策略 三、多電機(jī)同步解耦策略研究 本課題組多電機(jī)同步控制策略 模糊++++++模糊+模糊邏輯解耦補(bǔ)償+電機(jī)與機(jī)械部分硬件*f*?*??f12GG1 2 5G G G2 3 4G G G4 2 3 4 5G G G G G?12JJPIPI1u2u模糊張力控制系統(tǒng)的系統(tǒng)控制原理圖 三、多電機(jī)同步解耦策略研究 ? （ 2） 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解耦控制策略 ? A、 基于 S7300多電機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究 本課題組多電機(jī)同步控制策略 依據(jù)同步系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和控制要求，結(jié)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性映射、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)等能力，提出了一種新的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的兩電機(jī)同步系統(tǒng)控制方案，其中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器由基于 RBF網(wǎng)絡(luò)整定的自適應(yīng) PID控制器和神經(jīng)元解耦補(bǔ)償器兩部分組成。兩個(gè)自適應(yīng) PID控制器分別對(duì)速度控制回路和張力控制回路進(jìn)行自適應(yīng)控制，使系統(tǒng)具有更強(qiáng)的適應(yīng)能力、更好的實(shí)時(shí)性和魯棒性；神經(jīng)元解耦補(bǔ)償器綜合兩控制回路的耦合作用，通過(guò)訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)權(quán)值，補(bǔ)償各回路之間的耦合影響，實(shí)現(xiàn)速度和張力的解耦。 三、多電機(jī)同步解耦策略研究 本課題組多電機(jī)同步控制策略 P I D 1 P I D 2?1rw+_兩變頻調(diào)速電機(jī)系統(tǒng)?1w 1rw ?2w F+_?FN N 2N N 1 1ik 1dk12+_2ik dk?1u?2u1u2u神 經(jīng) 元 解 耦 補(bǔ) 償 器21 / rr12w11w22w 21wpkpk神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)構(gòu)圖 三、多電機(jī)同步解耦策略研究 ? B、 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 階逆系統(tǒng)的多電機(jī)解耦控制 本課題組多電機(jī)同步控制策略 首先，使用逆系統(tǒng)方法對(duì)此系統(tǒng)進(jìn)行了可逆性分析，在理論分析的基礎(chǔ)上，使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造了原系統(tǒng)的α 階逆系統(tǒng)，給出了構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) α 階逆系統(tǒng)的具體方法、步驟、設(shè)計(jì)原則和注意事項(xiàng)，采用改進(jìn)的 BP 算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練并使之收斂，從而獲得了兩臺(tái)交流電機(jī)和變頻器組成的同步調(diào)速系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) α 階逆系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了偽線性復(fù)合系統(tǒng)的綜合控制器，并將所設(shè)計(jì)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和綜合控制器編制為全數(shù)控制的控制算法。 三、多電機(jī)同步解耦策略研究 本課題組多電機(jī)同步控制策略 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖 三、多電機(jī)同步解耦策略研究 ? C、 兩電機(jī)變頻系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)廣義逆解耦控制 本課題組多電機(jī)同步控制策略 第一步，對(duì)變頻器工作在矢量控制方式下的兩電機(jī)變頻系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行廣義逆存在性分析，進(jìn)而導(dǎo)出系統(tǒng)的廣義逆數(shù)學(xué)表達(dá)式。然后用 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近系統(tǒng)的廣義逆，進(jìn)一步構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)廣義逆系統(tǒng)串聯(lián)在兩電機(jī)系統(tǒng)之前，組成基于廣義逆的偽線性復(fù)合系統(tǒng)。第二步，基于 ，應(yīng)用 SFUNCITON 構(gòu)建兩電機(jī)系統(tǒng)的模型，對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)廣義逆控制方法進(jìn)行了仿真研究。第三步，基于 S7300PLC 控制器組成的試驗(yàn)平臺(tái)，分別研究了偽線性復(fù)合系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)特性和閉環(huán)特性。 三、多電機(jī)同步解耦策略研究 本課題組多電機(jī)同步控制策略 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)廣義逆閉環(huán)控制系統(tǒng)圖 三、多電機(jī)同步解耦策略研究 ? （ 3） 支持向量機(jī)逆控制 本課題組多電機(jī)同步控制策略 支持向量機(jī)逆控制在兩電機(jī)變頻系統(tǒng)中的應(yīng)用 針對(duì)兩電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)中非線性逆模型辨識(shí)困難的問(wèn)題，提出基于支持向量機(jī)的逆系統(tǒng)控制新方法。在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下，建立兩電機(jī)變頻系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行了可逆性分析。通過(guò)支持向量機(jī)回歸的方法來(lái)辨識(shí)構(gòu)造原系統(tǒng)階逆系統(tǒng)，將辨識(shí)出的逆系統(tǒng)串接在原系統(tǒng)之前構(gòu)成偽線性復(fù)合系統(tǒng)，再設(shè)計(jì)附加閉環(huán)控制器進(jìn)行控制。 三、多電機(jī)同步解耦策略研究 本課題組多電機(jī)同步控制策略 基 于 S V M辨 識(shí) 構(gòu) 造的 階逆 系 統(tǒng)閉 環(huán) 控 制 器 1 ?偽 線 性 復(fù) 合 系 統(tǒng)閉 環(huán) 控 制 器 2原 系 統(tǒng)1y2y1u2u2v1v1 dy2 dy????S V M 逆 復(fù) 合 控 制基于支持向量機(jī)的閉環(huán)控制系統(tǒng)示意圖 三、多電機(jī)同步解耦策略研究 ? （ 4） 自抗擾控制策略 本課題組多電機(jī)同步控制策略 應(yīng)用自抗擾控制技術(shù)設(shè)計(jì)了三個(gè)自抗擾控制器分別控制主動(dòng)電機(jī)速度和相鄰兩電機(jī)之間的張力。應(yīng)用擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器 ESO的雙通道補(bǔ)償作用，將三電機(jī)系統(tǒng)中的主電機(jī)速度與張力、之間耦合統(tǒng)一視為外加擾動(dòng)進(jìn)行處理從而使得系統(tǒng)被近似線性化和確定性化同時(shí)采用模糊控制器在線對(duì)自抗擾控制器參數(shù)進(jìn)行修正，以實(shí)現(xiàn)自抗擾控制器的參數(shù)自整定 , 提高自抗擾控制器的性能。 簡(jiǎn)化了模型結(jié)構(gòu)，減小計(jì)算量，增強(qiáng)了控制算法的實(shí)用性。 基于模糊自抗擾控制器的三電機(jī)同步控制系統(tǒng) 三、多電機(jī)同步解耦策略研究 本課題組多電機(jī)同步控制策略 模糊自抗擾控制器三電機(jī)同步控制 優(yōu)化的一階模糊 ADRC 1?1rw三電機(jī)同步系統(tǒng)1rw?2w12F21/ rr*12F?1w32/ rr*23F23F+_?3w優(yōu)化的一階模糊 ADRC 2優(yōu)化的一階模糊 ADRC 3+_12F? 自抗擾控制器（ ADRC）算法 基于 ADRC控制系統(tǒng)的原理框圖如圖所示，其中點(diǎn)線框內(nèi)的部分為對(duì)應(yīng)的自抗擾控制器。 ADRC的典型結(jié)構(gòu)包括 :擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器（ ESO）、跟蹤微分器（ TD）、非線性狀態(tài)誤差反饋（ NLSEF）和擾動(dòng)補(bǔ)償四部分。 n 階T Dn + 1 階擴(kuò) 張 狀態(tài) 觀 測(cè)器非線性組合被 控對(duì) 象__++0u1z1e yn_+ne1vnv 1nz ?v u ()wt
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