多電機(jī)精確同步控制系統(tǒng)研究
發(fā)布時(shí)間:2022-12-25 11:24
改革開放以來,我國(guó)制造業(yè)進(jìn)入了空前的發(fā)展階段,越來越多的機(jī)械設(shè)備需要兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的電動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng),例如數(shù)控機(jī)床、造紙機(jī)、紡織機(jī)、印刷機(jī),甚至在高速鐵路牽引系統(tǒng)中均有應(yīng)用。在這些應(yīng)用中,對(duì)每臺(tái)電機(jī)之間轉(zhuǎn)速的同步性要求越來越高,而同步性的好壞又直接關(guān)系到設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性以及產(chǎn)品的質(zhì)量,并且多電機(jī)同步控制系統(tǒng)是一個(gè)強(qiáng)耦合、多變量、非線性的復(fù)雜控制系統(tǒng),所以針對(duì)多電機(jī)同步控制系統(tǒng)的研究到目前為止一直是控制領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。本文以柔版印刷機(jī)為研究對(duì)象,針對(duì)其高精度、高同步性和高穩(wěn)定性等性能要求,以偏差耦合結(jié)構(gòu)作為多電機(jī)同步控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并選擇最為恰當(dāng)?shù)目刂扑惴?設(shè)計(jì)同步控制系統(tǒng)。針對(duì)PID控制算法簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種基于PID控制算法的多電機(jī)同步控制系統(tǒng),并且在Matlab/Simulink中進(jìn)行了變速和突加負(fù)載的仿真實(shí)驗(yàn),由于PID控制算的參數(shù)不能夠根據(jù)實(shí)際情況實(shí)時(shí)調(diào)節(jié),在變速和加載過程中,穩(wěn)定性和同步精度均不能達(dá)到要求。為了滿足柔版印刷機(jī)對(duì)性能的要求,并考慮到PID參數(shù)不能實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)等問題,設(shè)計(jì)了基于模糊PID的多電機(jī)同步控制系統(tǒng),通過仿真試驗(yàn)分析研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果有所改善。...
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究的背景與意義
1.2 課題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 相關(guān)技術(shù)的發(fā)展
1.3.1 控制理論的發(fā)展
1.3.2 多電機(jī)同步控制算法
1.4 研究對(duì)象性能指標(biāo)
1.5 論文的主要內(nèi)容
第2章 永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)
2.1 永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與數(shù)學(xué)模型
2.1.1 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)
2.1.2 建立數(shù)學(xué)模型
2.1.3 坐標(biāo)變換
2.2 矢量控制策略
2.3 本章小結(jié)
第3章 基于模糊PID的多電機(jī)同步控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究
3.1 多電機(jī)同步控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3.2 模糊PID控制器的設(shè)計(jì)
3.2.1 模糊控制
3.2.2 模糊PID控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.2.3 課題模糊PID控制器參數(shù)設(shè)置
3.3 仿真實(shí)驗(yàn)
3.3.1 基于PID變速情況仿真分析
3.3.2 基于PID加載情況仿真分析
3.3.3 基于模糊PID變速情況仿真分析
3.3.4 基于模糊PID加載情況仿真分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 根據(jù)被控對(duì)象選擇多電機(jī)同步控制系統(tǒng)最優(yōu)控制算法
4.1 自抗擾控制器的設(shè)計(jì)
4.1.1 跟蹤—微分器(TD)
4.1.2 擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器(ESO)
4.1.3 非線性狀態(tài)誤差反饋(NLSEF)
4.1.4 擾動(dòng)補(bǔ)償
4.1.5 對(duì)擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理
4.1.6 永磁同步電動(dòng)機(jī)ACDR速度控制器設(shè)計(jì)
4.2 九點(diǎn)控制器的設(shè)計(jì)
4.2.1 九點(diǎn)控制策略
4.2.2 參數(shù)選取
4.3 仿真實(shí)驗(yàn)
4.3.1 基于自抗擾變速情況仿真分析
4.3.2 基于自抗擾加載情況仿真分析
4.3.3 基于九點(diǎn)控制變速情況仿真分析
4.3.4 基于九點(diǎn)控制加載情況仿真分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 多電機(jī)同步控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)及仿真實(shí)驗(yàn)分析
5.1 對(duì)傳統(tǒng)速度補(bǔ)償器的改進(jìn)設(shè)計(jì)
5.2 仿真實(shí)驗(yàn)
5.2.1 改進(jìn)前后變速情況仿真結(jié)果對(duì)比
5.2.2 改進(jìn)前后加載情況仿真結(jié)果對(duì)比
5.3 偏差耦合控制結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)
5.4 仿真實(shí)驗(yàn)
5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
在學(xué)研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)自抗擾控制器的設(shè)計(jì)[J]. 曾岳南,曾祥彩,蔡豪,汪亮亮. 電氣傳動(dòng). 2017(04)
[2]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID的改進(jìn)偏差耦合同步控制[J]. 崔皆凡,謝煒,馬桂新,張孝亮. 微電機(jī). 2016(12)
[3]紙機(jī)傳動(dòng)控制方式的發(fā)展探索[J]. 王葉. 科技傳播. 2014(09)
[4]基于改進(jìn)型偏差耦合結(jié)構(gòu)的多電機(jī)同步控制[J]. 彭曉燕,劉威,張強(qiáng). 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(11)
[5]基于模糊控制的多電機(jī)神經(jīng)元PID同步控制[J]. 崔皆凡,劉艷,閆紅,潘龍玉. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2013(02)
[6]多電機(jī)系統(tǒng)同步控制研究[J]. 趙文兵,朱金和,倪紀(jì)恒. 自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用. 2012(11)
[7]Fuzzy self-tuning PID control of the operation temperatures in a two-staged membrane separation process[J]. Lei Wang Wencai Du College of Information Science and Technology,Hainan University,Haikou 570228,Hainan,China Hai Wang Tianbang National Engineering Research Center of Membrane Technology Co.,Ltd.,Dalian 116023,Liaoning,China Hong Wu Sinopec Zhenhai Refining and Chemical Company Limited,Ningbo 315200,Zhejiang,China. Journal of Natural Gas Chemistry. 2008(04)
[8]九點(diǎn)控制器穩(wěn)態(tài)控制策略分析[J]. 張峰,張南綸,曾亮. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2003(05)
[9]九點(diǎn)控制器增益參數(shù)研究[J]. 孫曉明,周榮,張南綸,王治祥. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2002(08)
[10]從PID技術(shù)到“自抗擾控制”技術(shù)[J]. 韓京清. 控制工程. 2002(03)
博士論文
[1]PMSM直接轉(zhuǎn)矩控制方法及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉英培.天津大學(xué) 2010
碩士論文
[1]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID算法的多電機(jī)同步控制研究[D]. 謝煒.沈陽工業(yè)大學(xué) 2017
[2]基于模糊PID的無人水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制研究[D]. 李健.大連理工大學(xué) 2016
[3]多電機(jī)同步的積分終端滑模控制策略研究[D]. 李立根.湘潭大學(xué) 2016
[4]多電機(jī)速度同步控制系統(tǒng)研究[D]. 楊帆.安徽工業(yè)大學(xué) 2016
[5]多軸系統(tǒng)高精度同步控制技術(shù)[D]. 朱生強(qiáng).西安電子科技大學(xué) 2014
[6]隨動(dòng)系統(tǒng)的多電機(jī)同步控制方法研究[D]. 張守娟.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[7]多電機(jī)同步控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 楊中群.武漢理工大學(xué) 2013
[8]多電機(jī)同步控制系統(tǒng)控制策略研究[D]. 劉艷.沈陽工業(yè)大學(xué) 2013
[9]基于永磁同步電機(jī)的多電機(jī)同步控制系統(tǒng)的研究[D]. 范志龍.湖南大學(xué) 2012
[10]凹版印刷機(jī)無軸套印系統(tǒng)控制策略的研究[D]. 張家碩.東北大學(xué) 2011
本文編號(hào):3726521
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究的背景與意義
1.2 課題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 相關(guān)技術(shù)的發(fā)展
1.3.1 控制理論的發(fā)展
1.3.2 多電機(jī)同步控制算法
1.4 研究對(duì)象性能指標(biāo)
1.5 論文的主要內(nèi)容
第2章 永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)
2.1 永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與數(shù)學(xué)模型
2.1.1 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)
2.1.2 建立數(shù)學(xué)模型
2.1.3 坐標(biāo)變換
2.2 矢量控制策略
2.3 本章小結(jié)
第3章 基于模糊PID的多電機(jī)同步控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究
3.1 多電機(jī)同步控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3.2 模糊PID控制器的設(shè)計(jì)
3.2.1 模糊控制
3.2.2 模糊PID控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.2.3 課題模糊PID控制器參數(shù)設(shè)置
3.3 仿真實(shí)驗(yàn)
3.3.1 基于PID變速情況仿真分析
3.3.2 基于PID加載情況仿真分析
3.3.3 基于模糊PID變速情況仿真分析
3.3.4 基于模糊PID加載情況仿真分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 根據(jù)被控對(duì)象選擇多電機(jī)同步控制系統(tǒng)最優(yōu)控制算法
4.1 自抗擾控制器的設(shè)計(jì)
4.1.1 跟蹤—微分器(TD)
4.1.2 擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器(ESO)
4.1.3 非線性狀態(tài)誤差反饋(NLSEF)
4.1.4 擾動(dòng)補(bǔ)償
4.1.5 對(duì)擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理
4.1.6 永磁同步電動(dòng)機(jī)ACDR速度控制器設(shè)計(jì)
4.2 九點(diǎn)控制器的設(shè)計(jì)
4.2.1 九點(diǎn)控制策略
4.2.2 參數(shù)選取
4.3 仿真實(shí)驗(yàn)
4.3.1 基于自抗擾變速情況仿真分析
4.3.2 基于自抗擾加載情況仿真分析
4.3.3 基于九點(diǎn)控制變速情況仿真分析
4.3.4 基于九點(diǎn)控制加載情況仿真分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 多電機(jī)同步控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)及仿真實(shí)驗(yàn)分析
5.1 對(duì)傳統(tǒng)速度補(bǔ)償器的改進(jìn)設(shè)計(jì)
5.2 仿真實(shí)驗(yàn)
5.2.1 改進(jìn)前后變速情況仿真結(jié)果對(duì)比
5.2.2 改進(jìn)前后加載情況仿真結(jié)果對(duì)比
5.3 偏差耦合控制結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)
5.4 仿真實(shí)驗(yàn)
5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
在學(xué)研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)自抗擾控制器的設(shè)計(jì)[J]. 曾岳南,曾祥彩,蔡豪,汪亮亮. 電氣傳動(dòng). 2017(04)
[2]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID的改進(jìn)偏差耦合同步控制[J]. 崔皆凡,謝煒,馬桂新,張孝亮. 微電機(jī). 2016(12)
[3]紙機(jī)傳動(dòng)控制方式的發(fā)展探索[J]. 王葉. 科技傳播. 2014(09)
[4]基于改進(jìn)型偏差耦合結(jié)構(gòu)的多電機(jī)同步控制[J]. 彭曉燕,劉威,張強(qiáng). 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(11)
[5]基于模糊控制的多電機(jī)神經(jīng)元PID同步控制[J]. 崔皆凡,劉艷,閆紅,潘龍玉. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2013(02)
[6]多電機(jī)系統(tǒng)同步控制研究[J]. 趙文兵,朱金和,倪紀(jì)恒. 自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用. 2012(11)
[7]Fuzzy self-tuning PID control of the operation temperatures in a two-staged membrane separation process[J]. Lei Wang Wencai Du College of Information Science and Technology,Hainan University,Haikou 570228,Hainan,China Hai Wang Tianbang National Engineering Research Center of Membrane Technology Co.,Ltd.,Dalian 116023,Liaoning,China Hong Wu Sinopec Zhenhai Refining and Chemical Company Limited,Ningbo 315200,Zhejiang,China. Journal of Natural Gas Chemistry. 2008(04)
[8]九點(diǎn)控制器穩(wěn)態(tài)控制策略分析[J]. 張峰,張南綸,曾亮. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2003(05)
[9]九點(diǎn)控制器增益參數(shù)研究[J]. 孫曉明,周榮,張南綸,王治祥. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2002(08)
[10]從PID技術(shù)到“自抗擾控制”技術(shù)[J]. 韓京清. 控制工程. 2002(03)
博士論文
[1]PMSM直接轉(zhuǎn)矩控制方法及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉英培.天津大學(xué) 2010
碩士論文
[1]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID算法的多電機(jī)同步控制研究[D]. 謝煒.沈陽工業(yè)大學(xué) 2017
[2]基于模糊PID的無人水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制研究[D]. 李健.大連理工大學(xué) 2016
[3]多電機(jī)同步的積分終端滑模控制策略研究[D]. 李立根.湘潭大學(xué) 2016
[4]多電機(jī)速度同步控制系統(tǒng)研究[D]. 楊帆.安徽工業(yè)大學(xué) 2016
[5]多軸系統(tǒng)高精度同步控制技術(shù)[D]. 朱生強(qiáng).西安電子科技大學(xué) 2014
[6]隨動(dòng)系統(tǒng)的多電機(jī)同步控制方法研究[D]. 張守娟.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[7]多電機(jī)同步控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 楊中群.武漢理工大學(xué) 2013
[8]多電機(jī)同步控制系統(tǒng)控制策略研究[D]. 劉艷.沈陽工業(yè)大學(xué) 2013
[9]基于永磁同步電機(jī)的多電機(jī)同步控制系統(tǒng)的研究[D]. 范志龍.湖南大學(xué) 2012
[10]凹版印刷機(jī)無軸套印系統(tǒng)控制策略的研究[D]. 張家碩.東北大學(xué) 2011
本文編號(hào):3726521
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