多變量運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)(參考版)
2025-05-05 13:19本頁(yè)面
【正文】 拉絲機(jī)控制系統(tǒng)調(diào)試與驗(yàn)收 小結(jié) ?由于本課題控制的拉絲機(jī)系統(tǒng)，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中遇到的機(jī)械性、物理性的自然擾動(dòng)較多，例如絲的模型在系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后會(huì)拉長(zhǎng)、拔絲罐軸承不正，運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)擺動(dòng)等等都會(huì)不同程度的影響控制效果，上面的結(jié)果是在經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試后得到的比較理想的結(jié)果。張力得到了有效的控制，并且基本實(shí)現(xiàn)了恒張力的控制要求。 邏輯控制和實(shí)際模型 大量的復(fù)雜模型全部封裝在subsystem中了。系統(tǒng)產(chǎn)生報(bào)警時(shí)，復(fù)位鈕沒(méi)有按下前，其他控制鈕將失去作用，只有復(fù)位鈕按下，系統(tǒng)復(fù)位后，才能正常運(yùn)行。升速、降速只是加一個(gè)積分環(huán)節(jié)。其中運(yùn)行按鈕按下后，電磁抱閘打開(kāi)，同時(shí)變頻器接受給速信號(hào)，然后給電機(jī)初始速度。在工程上，通常選擇第一機(jī)架或最后一個(gè)機(jī)架，這里我們選擇最后一個(gè)機(jī)架作為速度調(diào)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)，然后順序調(diào)節(jié)前面機(jī)架的速度。 *2 6 5 7 6 61 . 3 0 0 1 1 . 0 7 5 8[ 2 ( ) 2 ( ) 0 . 2 6 1 5 ]22au X X X X X d t? ? ? ? ? ? ? ??9 1 0 60 .6 5 0 0 5 0 .5 3 7 9 0 .2 6 1 5X X X d t? ? ? ? ?*2 9 1 0 6 9 1 00 .6 5 0 0 5 0 .5 3 7 9 0 .2 6 1 5 ( 1 .0 8 1 5 2 .4 9 7 8 )u X X X d t X X d t? ? ? ? ? ???1 0 7 62 ( )X X X???9 6 52 ( )X X X???控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì) 將上面得到的最優(yōu)參數(shù)輸入控制器中得到的系統(tǒng)仿真模型 控制系統(tǒng)的仿真與軟件編程 速度標(biāo)準(zhǔn)： ?系統(tǒng)若要進(jìn)行正常運(yùn)行，各機(jī)架間必須有一個(gè)適當(dāng)?shù)钠ヅ渌俣?，也就是出于相鄰機(jī)架的金屬絲頭尾速度必須相同，此時(shí)金屬絲所受的張力才是我們預(yù)先設(shè)定好的張力值。 也因?yàn)樽顑?yōu)結(jié)果與所取性能指標(biāo)有關(guān)，對(duì)此，作者取不同的性能指標(biāo)進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)研究，均能發(fā)現(xiàn)與上述相同的最優(yōu)調(diào)節(jié)器控制規(guī)律。 控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì) 工程實(shí)用數(shù)據(jù)處理： 下面從工程實(shí)用角度出發(fā)對(duì)數(shù)據(jù)做出處理。 ? 利用原系統(tǒng)方程，輸入 可以利用狀態(tài)矢量 及其導(dǎo)數(shù) 表示成： ? 滿秩，因此， 存在。 現(xiàn)假設(shè)存在這樣一個(gè)矩陣 M。 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。 ? 對(duì)于有外輸入作用和干擾作用的調(diào)節(jié)器問(wèn)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(wèn)題來(lái)處理。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)。因此，必須修改性能指標(biāo)函數(shù)。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。這種非接觸和無(wú)摩擦的傳感器應(yīng)用非常廣泛。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 )。 ?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)。其重復(fù)精確度為測(cè)量范圍的 177。 ?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。 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。 ? 量為： ?因此按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的單機(jī)架變頻器 +異步電動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)模型近似為： 2 2 21 . 5 0 . 4 0 0 . 6G D k g 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(kāi)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。 ?給定信號(hào)為 0~5V直流電壓，要求最大轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速，另外，變頻器放大系數(shù) =2。 開(kāi)關(guān)頻率 1kHz 4 kHz， 8 kHz， 12 kHz 制動(dòng) R1,R2內(nèi)置制動(dòng)斬波器標(biāo)配 加速時(shí)間 /減速時(shí)間 1800秒 控制方式 矢量控制，標(biāo)量控制。主要表現(xiàn)在 :復(fù)雜系統(tǒng)的建模、機(jī)電耦合系統(tǒng)的力學(xué)行為、非線性系統(tǒng)模型辨識(shí)、網(wǎng)絡(luò)控制理論的研究、智能控制理論與現(xiàn)代控制理論融合統(tǒng)一和計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)與現(xiàn)代控制理論的相互滲透。單純依靠傳統(tǒng)的控制理論已無(wú)法滿足其控制精度的要求。 1966年 J. M. Mendel首先主張將人工智能用于飛船控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [ 9 ] , 1984年小園東雄將人工智能引入軋制領(lǐng)域 [ 10 ] ,實(shí)現(xiàn)了對(duì)型鋼的最優(yōu)剪切控制。在數(shù)學(xué)仿真研究法中引入智能控制的理論研究。 ?因此 ,比較合理的方法是采用理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法 ,大量分析工作可以應(yīng)用數(shù)學(xué)仿真從理論上進(jìn)行 ,最后對(duì)其結(jié)論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證或者在理論分析基礎(chǔ)上找到較合理的方案后 ,在中試軋機(jī)及生產(chǎn)軋機(jī)上試用。 ? (2) 表征控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的方程。 技術(shù)要求和
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