多电机精确同步控制系统研究
发布时间：2022-12-25 11:24
改革开放以来,我国制造业进入了空前的发展阶段,越来越多的机械设备需要两台或两台以上的电动机共同驱动,例如数控机床、造纸机、纺织机、印刷机,甚至在高速铁路牵引系统中均有应用。在这些应用中,对每台电机之间转速的同步性要求越来越高,而同步性的好坏又直接关系到设备运行的稳定性、安全性以及产品的质量,并且多电机同步控制系统是一个强耦合、多变量、非线性的复杂控制系统,所以针对多电机同步控制系统的研究到目前为止一直是控制领域研究的热点和难点。本文以柔版印刷机为研究对象,针对其高精度、高同步性和高稳定性等性能要求,以偏差耦合结构作为多电机同步控制系统结构,并选择最为恰当的控制算法,设计同步控制系统。针对PID控制算法简单易实现的特点,设计了一种基于PID控制算法的多电机同步控制系统,并且在Matlab/Simulink中进行了变速和突加负载的仿真实验,由于PID控制算的参数不能够根据实际情况实时调节,在变速和加载过程中,稳定性和同步精度均不能达到要求。为了满足柔版印刷机对性能的要求,并考虑到PID参数不能实时调节等问题,设计了基于模糊PID的多电机同步控制系统,通过仿真试验分析研究,实验结果有所改善。...
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景与意义
1.2 课题的国内外研究现状
1.3 相关技术的发展
1.3.1 控制理论的发展
1.3.2 多电机同步控制算法
1.4 研究对象性能指标
1.5 论文的主要内容
第2章 永磁同步电机矢量控制系统
2.1 永磁同步电动机转子结构与数学模型
2.1.1 转子结构
2.1.2 建立数学模型
2.1.3 坐标变换
2.2 矢量控制策略
2.3 本章小结
第3章 基于模糊PID的多电机同步控制系统设计研究
3.1 多电机同步控制系统结构
3.2 模糊PID控制器的设计
3.2.1 模糊控制
3.2.2 模糊PID控制器结构设计
3.2.3 课题模糊PID控制器参数设置
3.3 仿真实验
3.3.1 基于PID变速情况仿真分析
3.3.2 基于PID加载情况仿真分析
3.3.3 基于模糊PID变速情况仿真分析
3.3.4 基于模糊PID加载情况仿真分析
3.4 本章小结
第4章 根据被控对象选择多电机同步控制系统最优控制算法
4.1 自抗扰控制器的设计
4.1.1 跟踪—微分器(TD)
4.1.2 扩张状态观测器(ESO)
4.1.3 非线性状态误差反馈(NLSEF)
4.1.4 扰动补偿
4.1.5 对扰动信号进行处理
4.1.6 永磁同步电动机ACDR速度控制器设计
4.2 九点控制器的设计
4.2.1 九点控制策略
4.2.2 参数选取
4.3 仿真实验
4.3.1 基于自抗扰变速情况仿真分析
4.3.2 基于自抗扰加载情况仿真分析
4.3.3 基于九点控制变速情况仿真分析
4.3.4 基于九点控制加载情况仿真分析
4.4 本章小结
第5章 多电机同步控制系统结构的改进设计及仿真实验分析
5.1 对传统速度补偿器的改进设计
5.2 仿真实验
5.2.1 改进前后变速情况仿真结果对比
5.2.2 改进前后加载情况仿真结果对比
5.3 偏差耦合控制结构的改进设计
5.4 仿真实验
5.5 本章小结
第6章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]永磁同步电机调速系统自抗扰控制器的设计[J]. 曾岳南,曾祥彩,蔡豪,汪亮亮. 电气传动. 2017(04)
[2]基于BP神经网络PID的改进偏差耦合同步控制[J]. 崔皆凡,谢炜,马桂新,张孝亮. 微电机. 2016(12)
[3]纸机传动控制方式的发展探索[J]. 王叶. 科技传播. 2014(09)
[4]基于改进型偏差耦合结构的多电机同步控制[J]. 彭晓燕,刘威,张强. 湖南大学学报(自然科学版). 2013(11)
[5]基于模糊控制的多电机神经元PID同步控制[J]. 崔皆凡,刘艳,闫红,潘龙玉. 组合机床与自动化加工技术. 2013(02)
[6]多电机系统同步控制研究[J]. 赵文兵,朱金和,倪纪恒. 自动化技术与应用. 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]九点控制器稳态控制策略分析[J]. 张峰,张南纶,曾亮. 武汉理工大学学报. 2003(05)
[9]九点控制器增益参数研究[J]. 孙晓明,周荣,张南纶,王治祥. 武汉理工大学学报. 2002(08)
[10]从PID技术到“自抗扰控制”技术[J]. 韩京清. 控制工程. 2002(03)
博士论文
[1]PMSM直接转矩控制方法及实验研究[D]. 刘英培.天津大学 2010
硕士论文
[1]基于BP神经网络PID算法的多电机同步控制研究[D]. 谢炜.沈阳工业大学 2017
[2]基于模糊PID的无人水下机器人运动控制研究[D]. 李健.大连理工大学 2016
[3]多电机同步的积分终端滑模控制策略研究[D]. 李立根.湘潭大学 2016
[4]多电机速度同步控制系统研究[D]. 杨帆.安徽工业大学 2016
[5]多轴系统高精度同步控制技术[D]. 朱生强.西安电子科技大学 2014
[6]随动系统的多电机同步控制方法研究[D]. 张守娟.哈尔滨工业大学 2013
[7]多电机同步控制系统的研究与设计[D]. 杨中群.武汉理工大学 2013
[8]多电机同步控制系统控制策略研究[D]. 刘艳.沈阳工业大学 2013
[9]基于永磁同步电机的多电机同步控制系统的研究[D]. 范志龙.湖南大学 2012
[10]凹版印刷机无轴套印系统控制策略的研究[D]. 张家硕.东北大学 2011
本文编号：3726521
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景与意义
1.2 课题的国内外研究现状
1.3 相关技术的发展
1.3.1 控制理论的发展
1.3.2 多电机同步控制算法
1.4 研究对象性能指标
1.5 论文的主要内容
第2章 永磁同步电机矢量控制系统
2.1 永磁同步电动机转子结构与数学模型
2.1.1 转子结构
2.1.2 建立数学模型
2.1.3 坐标变换
2.2 矢量控制策略
2.3 本章小结
第3章 基于模糊PID的多电机同步控制系统设计研究
3.1 多电机同步控制系统结构
3.2 模糊PID控制器的设计
3.2.1 模糊控制
3.2.2 模糊PID控制器结构设计
3.2.3 课题模糊PID控制器参数设置
3.3 仿真实验
3.3.1 基于PID变速情况仿真分析
3.3.2 基于PID加载情况仿真分析
3.3.3 基于模糊PID变速情况仿真分析
3.3.4 基于模糊PID加载情况仿真分析
3.4 本章小结
第4章 根据被控对象选择多电机同步控制系统最优控制算法
4.1 自抗扰控制器的设计
4.1.1 跟踪—微分器(TD)
4.1.2 扩张状态观测器(ESO)
4.1.3 非线性状态误差反馈(NLSEF)
4.1.4 扰动补偿
4.1.5 对扰动信号进行处理
4.1.6 永磁同步电动机ACDR速度控制器设计
4.2 九点控制器的设计
4.2.1 九点控制策略
4.2.2 参数选取
4.3 仿真实验
4.3.1 基于自抗扰变速情况仿真分析
4.3.2 基于自抗扰加载情况仿真分析
4.3.3 基于九点控制变速情况仿真分析
4.3.4 基于九点控制加载情况仿真分析
4.4 本章小结
第5章 多电机同步控制系统结构的改进设计及仿真实验分析
5.1 对传统速度补偿器的改进设计
5.2 仿真实验
5.2.1 改进前后变速情况仿真结果对比
5.2.2 改进前后加载情况仿真结果对比
5.3 偏差耦合控制结构的改进设计
5.4 仿真实验
5.5 本章小结
第6章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]永磁同步电机调速系统自抗扰控制器的设计[J]. 曾岳南,曾祥彩,蔡豪,汪亮亮. 电气传动. 2017(04)
[2]基于BP神经网络PID的改进偏差耦合同步控制[J]. 崔皆凡,谢炜,马桂新,张孝亮. 微电机. 2016(12)
[3]纸机传动控制方式的发展探索[J]. 王叶. 科技传播. 2014(09)
[4]基于改进型偏差耦合结构的多电机同步控制[J]. 彭晓燕,刘威,张强. 湖南大学学报(自然科学版). 2013(11)
[5]基于模糊控制的多电机神经元PID同步控制[J]. 崔皆凡,刘艳,闫红,潘龙玉. 组合机床与自动化加工技术. 2013(02)
[6]多电机系统同步控制研究[J]. 赵文兵,朱金和,倪纪恒. 自动化技术与应用. 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]九点控制器稳态控制策略分析[J]. 张峰,张南纶,曾亮. 武汉理工大学学报. 2003(05)
[9]九点控制器增益参数研究[J]. 孙晓明,周荣,张南纶,王治祥. 武汉理工大学学报. 2002(08)
[10]从PID技术到“自抗扰控制”技术[J]. 韩京清. 控制工程. 2002(03)
博士论文
[1]PMSM直接转矩控制方法及实验研究[D]. 刘英培.天津大学 2010
硕士论文
[1]基于BP神经网络PID算法的多电机同步控制研究[D]. 谢炜.沈阳工业大学 2017
[2]基于模糊PID的无人水下机器人运动控制研究[D]. 李健.大连理工大学 2016
[3]多电机同步的积分终端滑模控制策略研究[D]. 李立根.湘潭大学 2016
[4]多电机速度同步控制系统研究[D]. 杨帆.安徽工业大学 2016
[5]多轴系统高精度同步控制技术[D]. 朱生强.西安电子科技大学 2014
[6]随动系统的多电机同步控制方法研究[D]. 张守娟.哈尔滨工业大学 2013
[7]多电机同步控制系统的研究与设计[D]. 杨中群.武汉理工大学 2013
[8]多电机同步控制系统控制策略研究[D]. 刘艳.沈阳工业大学 2013
[9]基于永磁同步电机的多电机同步控制系统的研究[D]. 范志龙.湖南大学 2012
[10]凹版印刷机无轴套印系统控制策略的研究[D]. 张家硕.东北大学 2011
本文编号：3726521
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3726521.html
