多電機(jī)同步控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.56萬(wàn)字 58頁(yè) 原創(chuàng)作品，已通過(guò)查重系統(tǒng)


摘要 在現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)效率逐步提高，自動(dòng)化程度穩(wěn)步提升的過(guò)程中，多電機(jī)同步控制系統(tǒng)被廣泛運(yùn)用在生產(chǎn)生活的方方面面。為了達(dá)到更精、準(zhǔn)、穩(wěn)的控制目標(biāo)，所需求的控制器也就更加嚴(yán)苛。因此，需要對(duì)一個(gè)高次、非線性、強(qiáng)耦合的復(fù)雜三電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行良好的控制。
本文詳細(xì)分析了整套控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上建立起控制模型，，在此選用主從系統(tǒng)控制方案。然后詳盡分析了經(jīng)典PID控制器的優(yōu)點(diǎn)與缺陷，得到了解決缺陷的有效方法——自抗擾控制方法。該方法通過(guò)觀測(cè)器將干擾、耦合等各類不確定性進(jìn)行觀測(cè)并在前端補(bǔ)償。以單片機(jī)、DSP和CPLD為控制芯片所組成的三核控制器，根據(jù)控制系統(tǒng)所要求的高精度同步控制性能，發(fā)揮各芯片的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到更好的同步控制效果。該控制器中單片機(jī)主要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)張力信號(hào)傳輸過(guò)程中數(shù)據(jù)的處理、對(duì)矩陣鍵盤的采集并得到系統(tǒng)各參數(shù)的設(shè)定值，最后將數(shù)據(jù)送給CPLD中；DSP主要實(shí)現(xiàn)CPLD傳輸來(lái)的速度和張力等控制參數(shù)的算法處理、控制器彩屏的實(shí)時(shí)顯示，最后將算法處理后的結(jié)果傳送給CPLD，在DSP算法處理模塊，編程軟件中編寫了優(yōu)化的轉(zhuǎn)速自抗擾控制算法以及張力自抗擾控制算法；CPLD主要完成上位機(jī)與控制器的通信、編碼器采集信號(hào)的濾波以及轉(zhuǎn)速計(jì)算、控制器處理結(jié)果通過(guò)RS-485傳送給西門子變頻器用于控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)、電機(jī)速度和張力的數(shù)碼管顯示等功能。
本文運(yùn)用設(shè)計(jì)的三核控制器，搭建了三電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并依次進(jìn)行了主電機(jī)速度響應(yīng)實(shí)驗(yàn)，解耦實(shí)驗(yàn)以及負(fù)載實(shí)驗(yàn)。將自抗擾控制器和PID控制器的效果相比較，最終結(jié)果顯示出所設(shè)計(jì)的控制器解耦能力更強(qiáng)、抗擾動(dòng)能力更好，滿足現(xiàn)代工業(yè)控制的需求，具有良好的發(fā)展前景。


關(guān)鍵字：三電機(jī) 同步控制 自抗擾控制器 轉(zhuǎn)速 張力