摘要
電機(jī)的調(diào)速性能和位置控制在工業(yè)化生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)經(jīng)常遇到，因?yàn)檫@些地方經(jīng)常會(huì)碰到一些需要遠(yuǎn)距離傳輸及精確定位的情況。比如由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)搬運(yùn)小車把貨物由車間甲點(diǎn)精準(zhǔn)運(yùn)送到乙點(diǎn)，再如直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的提升設(shè)備需要把物體準(zhǔn)確提升到某處，等等。對(duì)于這些情況，如果采用速度控制，接近目的地后再實(shí)施制動(dòng)，往往很難達(dá)到很高的定位精度;如果直接采用位置控制，由于積分器的積分飽和，以及能量提供單元，即末級(jí)控制單元（FCE）的飽和，使得在傳輸距離較遠(yuǎn)時(shí)很難或根本不可能實(shí)現(xiàn)控制。
本文利用AMEsim軟件，構(gòu)建了電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型，對(duì)多種智能方法的仿真實(shí)現(xiàn)、性能分析和算法設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了深入的研究。本文首先以開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)為研究對(duì)象，采用面向電氣原理結(jié)構(gòu)圖的仿真方法，對(duì)典型的開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)分析。其次，以閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了一種基于AMEsim環(huán)境的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
本文通過對(duì)其數(shù)學(xué)建模并合理簡(jiǎn)化，得出轉(zhuǎn)速與輸入電壓之間的傳遞函數(shù)，分別以理論推導(dǎo)和仿真試驗(yàn)得到傳遞函數(shù)中系數(shù)的求解方法，并根據(jù)所得系數(shù)設(shè)計(jì)出以PDF、PID控制為算法的控制參數(shù)計(jì)算方法，據(jù)此采用AMEsim軟件對(duì)直流電機(jī)速度及位置控制進(jìn)行仿真分析，仿真結(jié)果表明采用偽微分反饋控制算法具有響應(yīng)快、抗干擾性能好等特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：速度控制；位置控制；軟件仿真； AMEsim


目錄
第一章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 研究背景 2
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
1.4 方法和手段 3
第二章 直流電機(jī)數(shù)學(xué)建模及參數(shù)辨識(shí) 4
2.1 數(shù)學(xué)建模的目的 4
2.2 直流電機(jī)數(shù)學(xué)建模 4
2.3 直流電機(jī)參數(shù)辨識(shí)原理 6
2.3.1 直流電機(jī)參數(shù)辨識(shí)方法 6
2.4 直流電機(jī)參數(shù)辨識(shí)及仿真 7
第三章 直流電機(jī)速度及位置控制仿真及軟件仿真分析 9
3.1 AMEsim介紹 9
3.1.1 AMEsim簡(jiǎn)介 9
3.1.2 AMEsim使用方法 10
3.2 PDF速度及位置控制參數(shù)推導(dǎo)及仿真分析 14
3.2.1 偽微分反饋控制介紹 14
3.2.2 偽微分速度控制參數(shù)推導(dǎo) 14
3.2.3 采用偽微分反饋的直流電機(jī)速度控制建模及仿真 16
3.2.4 采用偽微分反饋的直流電機(jī)位置控制建模及仿真 19
3.3 PID速度及位置控制參數(shù)推導(dǎo)及仿真 22
3.3.1 PID控制組成 22
3.3.2 PID控制的現(xiàn)狀與發(fā)展 22
3.3.3 PID速度控制參數(shù)推導(dǎo) 23
3.3.4采用PID的直流電機(jī)速度控制建模及仿真 23
3.3.5 采用PID的直流電機(jī)位置控制建模及仿真 25
3.4 直流電機(jī)速度及位置控制時(shí)域、頻域性能分析 26
3.4.1 時(shí)域分析 26
3.4.2 頻域分析 30
第四章 速度及位置控制在線切換 32
4.1 研究在線切換控制的目的 32
4.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 32
4.3 仿真結(jié)果 34
結(jié)束語 36
致謝 37
參考文獻(xiàn) 38