翻车机多轴电机同步运动控制系统研究

发布时间：2020-10-17 13:35

　　 考虑到传统的翻车机驱动系统中,采用的机械式的同步机械轴来强制保证多台电机的转速相同,无法保证翻车机驱动系统运行的稳定性,本文研究一种基于交叉耦合策略和模糊PID算法的多电机同步控制系统,实现翻车机多台电机的同步控制。分析翻车机驱动系统工况,构建直流电机控制模型,建立翻车机多轴电机同步控制的等状态交叉耦合策略以及模糊PID控制算法。研究表明,本文研究的同步控制系统中各台电机的同步误差相比常规控制方法性能提升了40%左右。本文研究的基于等状态交叉耦合和模糊PID算法结合的翻车机多轴电机同步运动控制系统能够有效提升翻车机多台电机运行的动态特性和稳定性,保证了翻车机驱动系统的正常运行。
【部分图文】：

翻车机的两套多台电机驱动装置设置在翻车机入口和出口双侧端环上，每套驱动装置通常需要功率为60～90kW之间的直流电机，每套驱动装置可以是一台电机，也可以是多台电机。多台电机通过减速器、制动器等一些列传动装置最终连接到驱动轴上。一些列传动装置都在一个共同的底座上固定[6]。翻车机驱动系统结构简图如图1所示。普通的翻车机每套驱动装置使用一台直流电机驱动，这样直流电机的功率就会很高，高功率电机启动冲击大，而使用多台小功率电机共同驱动可以得到一台大功率电机的效果，而且有利于减小启动冲击，减小控制系统负担。本文拟使用两台电机来驱动一套翻车机的驱动装置，这样翻车机系统中总共有四台电机，针对这四台电机的同步控制方法进行研究。

直流电机模型

翻车机的多个电机的运动是相互关联和耦合的，因此如若不使用合适的多电机同步控制策略，无法实现高精度的多电机同步控制。本文使用等状态交叉耦合控制策略进行翻车机的多电机同步驱动控制，翻车机多电机等状态交叉耦合控制系统结构如图3所示。与常用的主从交叉耦合控制相比，等状态交叉耦合同步控制系统是将多个电机的反馈信号及其偏差共同反馈至各个电机的控制输入端，使得多电机同步控制系统具有更好的跟踪控制能力以及同步控制能力。而常用的主从交叉耦合控制系统是把上一台电机的运行状态反馈给下一台电机的控制输入端，将最后一台电机的运行状态反馈给第一台电机的控制输入端，因此只有整个多电机控制系统进入稳定运行状态后，才能够有较好的跟踪控制能力以及同步控制能力，系统的滞后性较为明显[8-9]。设定翻车机多电机同步控制系统中各个电机与设定值之间的跟踪误差为ei(t):
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本文编号：2844850