多电机同步控制问题的研究

发布时间：2017-07-03 06:14

  本文关键词：多电机同步控制问题的研究

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【摘要】：本文针对多电机同步控制一般会遇到时延的影响和力矩负载扰动问题,将这两个问题抽象出来并针对这些问题提出解决方案。首先总结时延和同步控制的研究现状,对时延进行理论和定量的研究,并确定如何抽象时延的变化范围以及通过仿真得出对电机控制可能造成的影响,这些结论对于实际系统设计都有指导作用。然后研究模糊PID控制,给出对电机控制的模糊PID控制方法。仿真结果表明,模糊PID控制方法在控制性能上优于常规PID控制;然后研究多电机同步控制的方法,结合主从控制、并行控制、交叉耦合控制、偏差耦合控制等方法,取各自的优点,改进偏差耦合控制方案并仿真确定该方法的可取之处,同时也在同步性能精度上提出改进要求。针对系统的力矩负载扰动特性与系统同步性能的关系,设计基于偏差耦合控制的偏差补偿环,力矩偏差补偿环的最终设计并引入系统,同步性能得到大幅提升,同步控制方案得以完成。验证基于模糊PID控制器和偏差补偿环方法在四电机同步控制中是否取得理想的同步性能效果,可通过观察仿真结果是否可以解决在同步控制中遇到的可变化时延问题以及力矩负载扰动问题来判断,同时也验证模糊PID控制运用在偏差耦合控制器的正确性和可行性。
【关键词】：总线时延 同步控制 模糊PID 偏差耦合控制 力矩偏差补偿环
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM301.2;TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-11
• 1.1 课题来源及研究的目的和意义8
• 1.2 国内外在该方向的研究现状及分析8-10
• 1.2.1 控制系统时延研究8-9
• 1.2.2 同步控制研究9-10
• 1.3 主要研究内容10-11
• 第2章 时延与系统建模11-32
• 2.1 时延来源与分析11-25
• 2.1.1 网络时延11-16
• 2.1.2 总线时延16-25
• 2.2 时延对电机的影响25-31
• 2.2.1 电机建模25-28
• 2.2.2 单电机时延响应情况28-31
• 2.3 本章小结31-32
• 第3章 四电机同步控制32-59
• 3.1 模糊PID控制32-44
• 3.1.1 常规PID控制32-34
• 3.1.2 模糊控制原理34-37
• 3.1.3 模糊PID控制器设计过程37-44
• 3.2 常见的几种同步控制方法分析44-51
• 3.2.1 主从控制44-45
• 3.2.2 并行控制45-46
• 3.2.3 交叉耦合控制46-48
• 3.2.4 偏差耦合控制48-51
• 3.3 改进的偏差耦合控制51-55
• 3.3.1 分配增益值的调整51-53
• 3.3.2 控制器分离53-54
• 3.3.3 偏差耦合控制器内部设计54-55
• 3.4 仿真结果55-58
• 3.5 本章小结58-59
• 第4章 力矩偏差补偿设计59-69
• 4.1 扰动来源59-63
• 4.1.1 同步运动系统工作原理59-61
• 4.1.2 力矩扰动特性61
• 4.1.3 力矩扰动对系统的影响61-63
• 4.2 偏差补偿环提高同步性能63-66
• 4.2.1 控制器设计63-65
• 4.2.2 仿真结果65-66
• 4.3 力矩偏差补偿环提高同步性能66-68
• 4.3.1 控制器设计66-67
• 4.3.2 仿真结果67-68
• 4.4 本章小结68-69
• 第5章 系统仿真结果分析69-78
• 5.1 时延变化69-75
• 5.1.1 时延 1ms系统响应69-71
• 5.1.2 时延 3ms系统响应71-73
• 5.1.3 时延 5ms系统响应73-75
• 5.2 分析对比75-77
• 5.3 本章小结77-78
• 结论78-79
• 参考文献79-84
• 致谢84

  本文关键词：多电机同步控制问题的研究

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本文编号：512588