基于模糊PID电池极片纠偏控制系统研究

发布时间：2017-08-14 20:16

  本文关键词：基于模糊PID电池极片纠偏控制系统研究

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【摘要】：随着全国雾霾天气肆虐与人们环保意识的提高,越来越多的人选择低碳环保的生活方式,于是清洁环保的电动汽车迅速成为市场新宠,越来越受到青睐。而作为电动汽车的核心关键部件,动力电池在极片涂布生产过程中经常会遇到跑偏的现象,导致损伤与产品不良,严重影响生产效率与产品品质。原来涂布机上的光电式PLC纠偏控制器性能低下,无法满足纠偏要求,给公司带来很大经济损失。为了使极片的生产品质达到要求,迫切需要设计一款先进的纠偏控制系统。由于生产过程的时滞性及非线性,要建立精确的数学模型是非常困难的,通过相关研究,常规的PID控制结构简单,但控制适应能力差。为克服一般PID控制的处理非线性时的缺陷,本文设计了一种具有参数自整定的模糊PID控制器,改善提升电池极片纠偏系统的控制性能。本文首先分析了导致极卷收放卷过程中跑偏的原因,介绍了控制系统构成。分析了CCD检测的原理与方法,为有效地实现控制算法的应用,本文选用了DSP数字信号处理器来分析CCD传来的检测信号,并驱动步进电机调整极片边缘位置,达到纠偏的目的。最后运用模糊控制的原理设计出一种模糊参数自整定PID控制方法,并在Simulink环境下模拟仿真,根据仿真结果曲线,分析纠偏系统的性能特性。最后在工厂内进行测试,测试结果表明本纠偏控制方法可以满足本公司极片生产纠偏精度要求,系统对工况变化与负载扰动具有较强的适应性,保持了良好的纠偏控制能力。因此由结论得出模糊自整定PID纠偏控制器的纠偏调节作用优于常规PID控制系统。
【关键词】：EPC DSP 模糊自整定PID控制
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-11
• 1.1 极片纠偏系统研究背景8-9
• 1.2 研究目的与意义9-10
• 1.3 研究方法10
• 1.4 主要内容10-11
• 第二章 极片EPC纠偏系统总体方案设计11-21
• 2.1 极片涂布的工艺流程及控制要求11
• 2.2 极片跑偏的因素11-12
• 2.3 纠偏原理及纠偏措施12-14
• 2.4 纠偏系统的总体方案设计14-19
• 2.4.1 检测方案设计15-17
• 2.4.2 控制器方案设计17
• 2.4.3 驱动方案设计17-19
• 2.5 本章小结19-21
• 第三章 控制系统硬件设计21-33
• 3.1 系统硬件总体方案设计21
• 3.2 DSP概述21-22
• 3.3 CCD测量系统电路设计22-26
• 3.3.1 CCD传感器原理22-23
• 3.3.2 CCD测量电路设计23-24
• 3.3.3 CCD视频信号二值化处理24-25
• 3.3.4 测量电路的工作原理25-26
• 3.4 步进电机驱动电路设计26
• 3.5 其它模块电路设计26-32
• 3.5.1 电源及复位电路设计27
• 3.5.2 时钟及存储器电路设计27-29
• 3.5.3 串口通信模块设计29-30
• 3.5.4 JTAG模块设计30
• 3.5.5 人机界面模块设计30-32
• 3.6 本章小结32-33
• 第四章 纠偏系统控制策略及仿真33-58
• 4.1 设计思路33
• 4.2 常规 PID 控制33-37
• 4.2.1 PID控制概述33
• 4.2.2 PID控制原33-34
• 4.2.3 位置型与增量型PID控制器34-36
• 4.2.4 PID控制器参数的整定36-37
• 4.3 模糊控制策略37-45
• 4.3.1 模糊控制的简介37-38
• 4.3.2 模糊控制的基本原理38
• 4.3.3 模糊控制器的构成38-40
• 4.3.4 模糊控制器设计的基本方法40-45
• 4.4 模糊自整定PID控制器设计45-52
• 4.4.1 模糊PID控制原理45-46
• 4.4.2 模糊PID控制器的设计46-51
• 4.4.3 模糊PID控制的仿真结果51-52
• 4.5 系统软件设计52-57
• 4.5.1 软件开发环境CCS简介52-53
• 4.5.2 主程序的设计分析53-54
• 4.5.3 中断程序的设计分析54-55
• 4.5.4 模糊控制程序的设计分析55-57
• 4.6 本章小结57-58
• 第五章 纠偏系统测试结果58-60
• 5.1 纠偏系统测试条件与方法58-59
• 5.2 测试结论59-60
• 结论及展望60-61
• 参考文献61-65
• 附录65-66
• 致谢66

【参考文献】

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本文编号：674500