大型龙门式包装机双轴同步控制技术研究及应用
发布时间：2021-03-07 09:46
针对一种大型龙门式全自动机柜包装机,研究了双轴同步驱动控制原理及实现方法。结合包装机的结构特点,推导与分析了包装机滚筒式升降平台双轴位置同步控制的动力学模型及同步性能。基于西门子Simotion D425运动控制系统,设计开发了包装机运动控制系统及失步急停保护措施,并对提出的双轴同步控制方法进行了验证。现场运行数据表明:同步控制精度及速度满足设计要求,设备运行稳定,安全机制有效、可靠。
【文章来源】：现代制造工程. 2020,(08)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
大型龙门式包装机基本结构
升降平台动力学模型如图2所示。图2中:F1、G1、f1分别为作用在主轴上的牵引力、重力以及升降平台滑环与导向立柱间的摩擦力,N;F2、G2、f2分别为作用在从轴上的牵引力、重力以及升降平台滑环与导向立柱间的摩擦力,N;Φ1、Φ2分别为主轴、从轴同步带支撑轮直径,mm;l1、l2分别为升降平台重心到主轴和从轴之间的力臂长度,mm;v为滚筒升降平台移动速度,mm/s。
为更清晰地描述升降平台同步性能特性及可能发生的失步过程,在MATLAB/Simulink环境下搭建了升降平台同步驱动系统仿真模型,如图3所示。其中,主/从轴位置控制器采用PI调节器,平台动力学模型由式(1)～式(4)描述方程建立。假设升降平台自重与负载质量共840 kg,初始位置为0 mm,以v=100 mm/s速度向上至抬升高度(主轴位置)P=100 mm,分析同步位置控制器PI参数以及负载特性突变下的升降平台稳定性及调节性能。主轴驱动器位置控制器PI参数分别选取:第一组,Kp=2、KI=1与Kp=2.05、KI=1.05;第二组,Kp=2、KI=1与Kp=1.8、KI=0.95。升降平台主轴位置同步响应曲线如图4所示。由图4可以看出,t=0 s,主轴开始上升,t=0.6 s左右达到100 mm高度。在此过程中,从轴跟随主轴运动,同步位置误差最大为0.8 mm。从轴位置调节器参数改变后(见图5),主轴位置响应曲线变化不大。升降平台主轴位置失步响应曲线如图5所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]龙门式工业机器人两永磁伺服电机同步控制[J]. 董令,李岩,杨宏韬,刘克平. 微特电机. 2017(05)
[2]基于积分滑模变结构的双轴伺服电机同步控制[J]. 祁晓阳,于少娟. 太原科技大学学报. 2017(02)
[3]某跨超声速风洞全挠性壁喷管控制系统设计与实现[J]. 高川,芮伟,秦建华,王飞,蒋婧妍. 实验流体力学. 2016(06)
[4]基于SIMOTION的工业CT多轴同步控制方法[J]. 孙学武,谭辉,杨安坤,任伟. 控制工程. 2016(10)
[5]基于交叉耦合技术的数控机床双轴驱动同步控制[J]. 李慧,王东昌,张皓. 机械设计与制造. 2016(07)
[6]基于轮廓误差估计模型的双轴同步控制策略[J]. 陈琳,程正波,钟文,潘海鸿. 机械设计与制造. 2016(07)
[7]基于S7-417H PLC和Simotion D的抓斗卸船机电控系统[J]. 董春. 起重运输机械. 2016(04)
[8]主/从驱动控制在桥式抓斗卸船机上的应用[J]. 刘彦良,崔艳. 起重运输机械. 2016(01)
[9]基于S7-300PLC的内高压成形机位置同步控制试验研究[J]. 高娟娟,刘丽贞,王立新,刘福才. 机床与液压. 2015(23)
[10]基于转矩跟随的双电机同步控制策略研究[J]. 熊海洋,张李超,郭斌,夏伟. 电机与控制应用. 2015(08)
硕士论文
[1]基于复合模糊控制的双缸电液位置同步系统研究[D]. 张健.哈尔滨工业大学 2016
本文编号：3068850
【文章来源】：现代制造工程. 2020,(08)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
大型龙门式包装机基本结构
升降平台动力学模型如图2所示。图2中:F1、G1、f1分别为作用在主轴上的牵引力、重力以及升降平台滑环与导向立柱间的摩擦力,N;F2、G2、f2分别为作用在从轴上的牵引力、重力以及升降平台滑环与导向立柱间的摩擦力,N;Φ1、Φ2分别为主轴、从轴同步带支撑轮直径,mm;l1、l2分别为升降平台重心到主轴和从轴之间的力臂长度,mm;v为滚筒升降平台移动速度,mm/s。
为更清晰地描述升降平台同步性能特性及可能发生的失步过程,在MATLAB/Simulink环境下搭建了升降平台同步驱动系统仿真模型,如图3所示。其中,主/从轴位置控制器采用PI调节器,平台动力学模型由式(1)～式(4)描述方程建立。假设升降平台自重与负载质量共840 kg,初始位置为0 mm,以v=100 mm/s速度向上至抬升高度(主轴位置)P=100 mm,分析同步位置控制器PI参数以及负载特性突变下的升降平台稳定性及调节性能。主轴驱动器位置控制器PI参数分别选取:第一组,Kp=2、KI=1与Kp=2.05、KI=1.05;第二组,Kp=2、KI=1与Kp=1.8、KI=0.95。升降平台主轴位置同步响应曲线如图4所示。由图4可以看出,t=0 s,主轴开始上升,t=0.6 s左右达到100 mm高度。在此过程中,从轴跟随主轴运动,同步位置误差最大为0.8 mm。从轴位置调节器参数改变后(见图5),主轴位置响应曲线变化不大。升降平台主轴位置失步响应曲线如图5所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]龙门式工业机器人两永磁伺服电机同步控制[J]. 董令,李岩,杨宏韬,刘克平. 微特电机. 2017(05)
[2]基于积分滑模变结构的双轴伺服电机同步控制[J]. 祁晓阳,于少娟. 太原科技大学学报. 2017(02)
[3]某跨超声速风洞全挠性壁喷管控制系统设计与实现[J]. 高川,芮伟,秦建华,王飞,蒋婧妍. 实验流体力学. 2016(06)
[4]基于SIMOTION的工业CT多轴同步控制方法[J]. 孙学武,谭辉,杨安坤,任伟. 控制工程. 2016(10)
[5]基于交叉耦合技术的数控机床双轴驱动同步控制[J]. 李慧,王东昌,张皓. 机械设计与制造. 2016(07)
[6]基于轮廓误差估计模型的双轴同步控制策略[J]. 陈琳,程正波,钟文,潘海鸿. 机械设计与制造. 2016(07)
[7]基于S7-417H PLC和Simotion D的抓斗卸船机电控系统[J]. 董春. 起重运输机械. 2016(04)
[8]主/从驱动控制在桥式抓斗卸船机上的应用[J]. 刘彦良,崔艳. 起重运输机械. 2016(01)
[9]基于S7-300PLC的内高压成形机位置同步控制试验研究[J]. 高娟娟,刘丽贞,王立新,刘福才. 机床与液压. 2015(23)
[10]基于转矩跟随的双电机同步控制策略研究[J]. 熊海洋,张李超,郭斌,夏伟. 电机与控制应用. 2015(08)
硕士论文
[1]基于复合模糊控制的双缸电液位置同步系统研究[D]. 张健.哈尔滨工业大学 2016
本文编号：3068850
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/3068850.html
