多变量运动控制系统方案.ppt

结果分析： 加入常规PID张力调节器后，张力的波动大幅减小，不再有超出直线调节器的最大调节范围的情况。张力得到了有效的控制，并且基本实现了恒张力的控制要求。由于系统所使用的线性接近式位置传感器有效工作距离为4mm～11mm，电压信号范围为0～5V，因此直线调节器调节的最大距离为： 6、控制系统的仿真与软件编程 最优张力调节器下的张力波动情况： 由图我们可以看出，张力信号的最大幅值在0.15V左右 6、控制系统的仿真与软件编程 总的结论： 加入张力最优调节器后，较常规PID张力调节器，系统的张力波动情况得到了较大改善，直线调节器最大调节距离： 7、拉丝机控制系统调试与验收 抗扰性分析： 2、3机架之间突加负载扰动仿真结果分析： 突加负载扰动时2、3号机架之间的张力仿真结果 1、2号机架之间的张力仿真结果 6、控制系统的仿真与软件编程 7、拉丝机控制系统调试与验收 2、3号机架之间的实际张力波形 1、2号机架之间的实际张力波形 3、4号机架之间的实际张力波形 四机架的速度输出波形 6、控制系统的仿真与软件编程 7、拉丝机控制系统调试与验收 抗扰性结果分析： 从上面的波形我们能够看到实际抗扰性测试的结果与仿真结果一致，任何一台机架受到负载扰动后，直线调节器的最大变化距离均小于最大调节距离，任何一台机架受到扰动后，均不影响下游机架的运行，而只对上游机架产生影响。 7、拉丝机控制系统调试与验收 小结 由于本课题控制的拉丝机系统，在系统运行过程中遇到的机械性、物理性的自然扰动较多，例如丝的模型在系统运行一段时间后会拉长、拔丝罐轴承不正，运行过程中会出现摆动等等都会不同程度的影响控制效果，上面的结果是在经过反复调试后得到的比较理想的结果。 7、拉丝机控制系统调试与验收 8、发展与展望 1 2 与工艺工程师进一步配合，完善系统模型 3 关于系统非线性环节的准确描述及更佳控制算法的研究 4 7 关于多机架最优解的工程实用近似处理，能有更精确的处理思想或方法 5 探索应用模糊设定控制，专家系统自适应补偿控制等更高级算法的可能性 6 探索自适应可调节PID应用的可能性 感谢聆听！ THANK YOU FOR WATCHING! 演示结束！ 5、控制系统的分析与设计 设计依据： 1、电机参数： 1.1KW/380V 2、工艺要求： 分部数量：4分部 直线速度：1米/秒 张力调节方法： 直线调节式 启动特性：等加速 停止特性：等减速 张力波动：1毫米 紧急制动：机械抱闸 要求： 1、选择：接近式张力传感器 变频调速器 工业控制器 2、设计：控制系统原理图 电气控制柜安装图 控制系统接线图 3、编制：全部控制程序 人机显示界面 4、调试：写出调试步骤 完成整机调试 视频演示 转子磁链的单机架数学模型 (2)异步电动机的单变量数学模型可由下式确定： 4、多分部连拔机系统数学模型 5、控制系统的分析与设计 5、控制系统的分析与设计 5、控制系统的分析与设计 实际速度闭环控制系统动态结构图 实测速度跟踪实际波形 时间为5S，开始时使电机升至600r/min，3S时突减速度给定，得到电机的实际速度跟踪波形： 上升峰值时间为2S，下降峰值时间为4S 5、控制系统的分析与设计 三种磁链定向的仿真波形 气隙磁链定向的仿真波形 定子磁链定向的仿真波形 只有按转子磁链定向的仿真波形的上升峰值时间为2S，下降峰值时间为4S，与实际波形趋势一致。 5、控制系统的分析与设计 结论：按转子磁链定向建立的单机架数学模型是准确的。 转子磁链定向的仿真波形 5、控制系统的分析与设计 直线调节器的原理图： 上一机架速度超过下一机架时直线调节器的调节方向，否则，相反 5、控制系统的分析与设计 直线调节器工作原理： 系统采用直线调节器控制系统，通过对直线调节器的调节来微调金属丝张力的大小进而微调各机架速度比例关系。用线性接近式位置传感器来检测直线调节器的实际位置，并与设定位置比较后，反馈给主传动，形成闭环控制。 根据拉制理论可得：系统正常运行的条件是通过每台机架的金属秒流量相等，即： 或 5、控制系统的分析与设计 直线调节器数学模型分析 将式(4-2)取全微分，得： (4-2) 把式(4-2)代入则得: 规范化 5、控制系统的分析与设计 设计与选型 图尔克公司WIM系列磁感式线性位移传感器采用一种全新感应功能原理，输出的模拟量电流或电压信号与