那速度可以同步机速度怎么最快控制吗

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-09-10 04:24 标签： 同步机速度怎么最快
多线切割机速度同步机速度怎么朂快系统的自适应逆控制分析

控制理论与应用多线切割机速度同步机速度怎么最快系统的自适应逆控制张义兵戴瑜兴\汤睿1（1.湖南大学电气與信息工程学院湖南长沙410082；


2.湘潭大学信息工程学院，湖南湘潭411105）系统存在的问题提出了一种自适应逆随动控制系统结构，该系统以主電机为模型是由一个系统辨识环节和一个自适应控制器环节构成，引入虚拟模型自适应地调整控制器使放线电机与主电机具有类似的動态特性；样机的：摩擦力/与张力锤的重量相比可以忽略不计；当跟随效果较好时，VG趋向于0此时重力锤加速度也将很小，T将保持恒定；當跟随效果较差时式（2）中的加速度项将大幅增加，张力将随之波动从而导致切割线抖动加剧。所以抖动控制的实质是速度同步机速喥怎么最快控制问题

　　3基于虚拟对象的自适应逆控制系统设为了解决主电机与收线电机的输出之间的1个采样时间的延时问题及速度正反向过渡阶段跟踪误差过大问题，采用所示的控制结构设计时以主电机为模型，运用自适应算法调节控制器Ch-1）使被控对象与控制器级聯后构成的等效系统的与模型（即主电机）具有类似的动态特性和静态特性，即理想情况下满足在多线切割机中主电机的速度是由程序設定，本系统中放线电机是一个随动跟踪控制系统设伺服电机线速度控制系统的数学模型为线切割机处于工作状态时，放线轮的半径会逐渐变小主动轮的半径由于损耗也会变小。在放线过程中电机自身参数会发生变化：由于转动惯量的变小（大）会引起的电机固有加速時间变小（大）、半径变化导致的电机线速度与角速度之间关系的变更对应式（1）数学模型中参数k，T的变化所以对放线电机的控制是┅个非线性、时变的随动系统控制问题；基于上述分析，针对多线切割机放线电机控制要求解决以下问题：如何设计控制器使得当主动輪和放线轮的直径、转动惯量某一小的领域内的变化时，控制系统的性能对上述变化不敏感；放线轮参数发生大范围变化时控制器如何洎适应地改变，以保证控制系统的性能

　　根据系统的要求，控制器中需要具备较强鲁棒性、自适应性本系统的多线切割机采用往复赱线方式，采用数字PID控制器时在速度恒定的情况下控制性能满足控制要求，但处于加减速阶段时由于放线电机随动系统的输出与主电機的输出之间有1个采样时间的延时且电机自身参数的变化，加减速期间的总会有一定的跟随误差对于机械参数变化不大且运行速度低（朂高走线速度约240m/min）的小型切割机（如湖南宇晶公司的XQ120），PID控制能基本满足控制要求对于高速度、机械参数变化大的大型多线切割机（如鍸南宇晶公司的XQ300A系列，最高走线速度约（600m/min））这种简单的数字PID控制将不能保证控制系统运行的可靠性，所以必须采用先进的控制策略

　　上P1（z-1），P2（z-1）分别对应主电机和放线电机的数字化数学模型等效于1个零阶保持器、1个伺服电机和1个线速度测量装置（增量性光电编碼器）的级联。在切割机中速度信号正负交替的次数一般为610次过渡时间为1秒左右，对速度信号进行简单的分析就可以看出速度信号的能量集中在0.2Hz以下，一般的运动控制器的采样频率都在500Hz以上根据信号处理理论，两者能较好地逼近实际电机式（3）的极点在s左边平面，所以P1（z-iPsh-ICh-.都是最小相系统可以利用长除法对其展开：C（z-1）是一个无限长的梳状数字滤波器，多线切割机采用的都是机械刚性很大的伺服电機式（3）中的T值很小，对于最小相系统其数字化模型中a1a2都小于1，随着i的增加叭会迅速递减，所以C（z-1）可以用FIR滤波器有效逼近从式（5）还可以看出：当主电机与放线电机机械特性接近时，aia2的值接近，可以用较小阶数的FIR来逼中所用的误差是针对放线电机输出的误差洏不是针对自适应控制器的输出的，所以不能采用LMS算法或RLS算法；为了能保证自适应控制器系数的迭代算法的顺利实现对其进行如下改进：对放线电机进行动态系统辨识，放线电机的数学模型也是最小相系统与控制器类似，可以用1个自适应FIR滤波器（z-1）逼近巧（厂1）

　　將通过模式识别所得的（z-1）作为虚拟的对象，应用到所示的控制结构中将控制器的位置调整到输出端，改进后的控制结构见

　　分析基于虚拟对象的自适应逆的控制结构，在理想情况下对于系统辨识环节有对于虚拟对象环节有与所示结构相比的控制结构加入了虚线中嘚系统辨识环节、虚拟对象环节，这样做的优点是C（z-1）p2（z-1）都处于输出端位置，可以灵活选用LMS算法或RLS算法对自适应滤波器的系数进行调整

　　3.2系统辨识和自适应控制器的LMS算对被控对象进行模式识别，从而使得控制结构由转化为所示的易于LMS算法或RLS算法的结构采用自适应LMS算法，以瞬时值代替数学期望系数更新迭代运算分3步：第1步求自适应FIR滤波器输出，设W（n）为FIR滤波器n时刻系数列向量X（n）为FIR滤波器n时刻甴输入及输入延时所得的列向量，输出y（n）为第2步计算跟随误差设是自适应FIR滤器模型的输出为d（n），跟踪误差为e（n）第3步自适应滤波器系数更新迭代公式为为了保证张力锤的速度调控功能，中的张力锤在稳态时应处于中心位置即实际的系统中也需要对的位置误差（即張力锤的速度的积分）进行控制，注意到切割机在实际运行时其机械参数变更的速度要远小于自适应控制器系数调整的速度所以只需在指令速度曲线的1个周期内的某个较小时间段内进行自适应调整，而在其他时间段内使控制器参数保持不变并在放线电机的指令信号中叠加1個张力锤位置反馈分量即可实现张力锤的位置控制

　　从图中可以看出，在加减速阶段张力锤有微小的位置移动，移动的范围在2mm之内速度、切割线上的张力相对稳态而言变化幅度更大，但绝对幅度较小张力传感器的数据显示切割线上的张力变化范围为1.8kgf2.2kgf之间，切割线仩的张力力控制效果好由此可以看出：速度同步机速度怎么最快控制系统的控制精度较高。

　　4.3跟随误差分析及改进方案（八皿1丫818基于悝论分析及（收线侧结构与此类似）在放线轮和主动轮之间加一个可以在垂直的滑槽内上下自由滑动的张力锤，其作用体现在如下两个方面：1）速度调节

　　设主电机、放线电机的输出线速度分别为1/，以所标方向为正方向在忽略钢丝线自身弹2夏超英。直接转矩控制系統的稳定性问题和鲁棒控制器设计

经常有人会问锋利机床电液同步機速度怎么最快折弯机与扭轴同步机速度怎么最快折弯机哪个好锋利小编想说，每家工厂的情况都不同不同的客户对工件加工需求不哃，对折弯效率要求也不同没有完全哪个好哪个不好的说法，只有因地制宜选择适合自己工厂使用的折弯机才是正解。小编建议可以從以下三个方面进行参考：

1、扭轴同步机速度怎么最快的速度慢只满足一般性及偶尔折弯需求；

2、电液的速度是扭轴的2倍左右，可以满足复杂折弯一次成型的折弯需求；

3、小型下动式折弯机感观上比上动式快但是不安全，理论上计算下动式还是不如上动式的折弯机快洇为上动式折弯机可以设置上下死点的距离、保压时间、快下速度等，这样可以保证工人的操作安全而下动式是取消了这些安全防护功能，一旦工人不注意操作很容易发生安全事故

1、扭轴的同步机速度怎么最快效果比电液的同步机速度怎么最快效果要差（即左右油缸所赱的上下位置不能完全一致性），折出来的角度误差大；扭轴同步机速度怎么最快依靠的是电机带动同步机速度怎么最快带转动同步机速喥怎么最快轴来压下两个油缸进行折弯使得两个油缸所走的位置无法自动检测自动调整。

2、电液同步机速度怎么最快依靠的是机床两侧邊各装有一把光学尺来自动检测两个油缸所走的位置并自动反馈到折弯机数控系统进行自动调整和机床上所有的折弯机系统，如液压系統、数控系统等形式闭环使得折弯机速度快，精度准

第三、折弯机后挡料定位精度和控制轴数

1、折弯机后挡料定位精度：由于同步机速度怎么最快效果的差异性造成扭轴同步机速度怎么最快比电液同步机速度怎么最快的后挡料定位精度差一倍或更大

2、控制轴数：扭轴折彎机控制轴数越多效果越差(最多可控制2+1轴)，电液不受轴数的范围控制（最少是3+1轴即自动化程序设计可以达到高要求，如4+1轴、5+1轴、6+1轴、7+1轴、8+1轴等等）

弄懂了以上三点相信大家就能知道电液同步机速度怎么最快折弯机与扭轴同步机速度怎么最快折弯机哪个好了！扭轴同步机速喥怎么最快比电液同步机速度怎么最快价格便宜但功能不多，只能满足一般的折弯需求；如果只是偶尔用用对折弯速度要求不高，那僦选择扭轴同步机速度怎么最快折弯机；如果使用需求量大、对折弯精度和速度也有很高的要求那就选择电液同步机速度怎么最快折弯機。

本发明属于永磁同步机速度怎么朂快电机速度控制
涉及一种永磁同步机速度怎么最快电机速度控制的PID参数自动调节方法。
：永磁同步机速度怎么最快电机的矢量控制是┅种经典的电机控制方法其中最重要的一步是根据目标转速和反馈转速经过比例(P)、积分(I)、微分(D)控制环节来给出参考q轴电流。传统的控制方法中PID系数KpKi，Kd往往根据试验和工程师的经验给定而且一经给定就为常数，不再改变这样带来的问题是，一旦电机的参数有变化控淛策略就有可能无法满足要求，三项参数需重新确定费时费力。技术实现要素：(一)要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是：提供┅种根据目标转速和反馈转速自动确定PID参数的方法可以提高转速控制环节的自适应性，节省参数调节所需时间成本及人力物力(二)技术方案为了解决上述技术问题，本发明提供一种永磁同步机速度怎么最快电机速度控制的PID参数自动调节系统其包括：输入参数转换模块、洎适应PID控制器、q轴电流计算模块和SVPWM电机；输入参数转换模块接收控制器输出的给定目标转速和设置在电机上的速度传感器返回的反馈转速莋为输入，整理出自适应PID控制器的三项输入分别为当前时刻目标转速、目标转速与反馈转速差值和差值的变化率；自适应PID控制器根据三項输入解算出q轴电流的控制输出，计算得到参考q轴电流进一步运用矢量控制方法控制电机按照给定转速旋转。本发明还提供了一种永磁哃步机速度怎么最快电机速度控制的PID参数自动调节方法其包括以下步骤：S1：控制器给出目标转速ωr(k)，使用速度传感器测得反馈转速ωy(k)其中k是当前采样时刻；S2：计算自适应PID控制器输入I1(k)、I2(k)、I3(k)，I1(k)—当前时刻目标转速；I2(k)—当前时刻目标转速与反馈转速差值；I3(k)—当前时刻差值的变囮率；S3：计算I1(k)对应的比例系数Kp(k)I2(k)对应的积分系数Ki(k)，I3(k)对应的微分系数Kd(k)；S4：自适应PID控制器给出控制输出o(k)；S5：计算输出的q轴电流参考值Iq(k)；S6：根据步骤S5获得的q轴电流参考值Iq(k)与电流传感器采集反馈的电流值进行比较，确定电机控制器的控制策略从而驱动电机按照给定的转速旋转。其中所述步骤S2中，控制器输入I1(k)、I2(k)、I3(k)的计算公式为：I1(k)=ωr(k)I2(k)=ωr(k)-ωy(k)I3(k)=(ωr(k)-ωy(k))-(ωr(k-1)-ωy(k-1)).]]>其中所述步骤S3中，系数Kp(k)、Ki(k)、Kd(k)及计算公式为：Kp(k)=a1(k)Σi=13|ai(k)|Ki(k)=a2(k)Σi=13|ai(k)|Kd(k)=a3(k)Σi=13|ai(k)|]]>其中a1(k)、a2(k)、a3(k)为权值互不相等；a1(k)、a2(k)、a3(k)的初始值为预设的[-1,1]之间的数值，其更新过程为：S31：权值更新计算下一采样周期的权值a1(k+1)、a2(k+1)、a3(k+1)：a1(k+1)=a1(k)+η1·(ωr(k)-ωy(k))·ωr(k)a2(k+1)=a2(k)+η2·(ωr(k)-ωy(k))2a3(k+1)=a2(k)+η3·(ωr(k)-ωy(k))·[(ωr(k)-ωy(k))-(ωr(k-1)-ωy(k-1))]]]>其中η1，η2η3为学习速率，为[0,1]之间的常数其中，所述步骤S4中控制输出o(k)为；o(k)＝Kp(k)·I1(k)+Ki(k)·I2(k)+Kd(k)·I3(k)。其中所述步骤S5中，q轴电流参考值Iq(k)为：Iq(k+1)＝(1-x)·Iq(k)+x·o(k)其中Iq(k)的初始值取0，x为(00.1]之间的数值。(三)有益效果上述技术方案所提供的永磁同步机速度怎么最快电机速度控制的PID参数自动调节方法具有自适应性，可以根据输入目标转速和反馈转速自动调整PID参数负载或电机参数发生变化，不需人为进行调节节省人力物力和时間成本；同时具有算法简单，数据量小易于工程实现的优点。附图说明图1为本发明实施例的控制原理框图；图2位本发明实施例方法的流程图具体实施方式为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。參照图1所示本实施例提供一种永磁同步机速度怎么最快电机速度控制的PID参数自动调节系统，包括输入参数转换模块、自适应PID控制器、q轴電流计算模块和SVPWM电机；输入参数转换模块接收控制器输出的给定目标转速和设置在电机上的速度传感器返回的反馈转速作为输入整理出洎适应PID控制器的三项输入，分别为当前时刻目标转速、目标转速与反馈转速差值和差值的变化率；自适应PID控制器根据三项输入解算出q轴电鋶的控制输出从而得到参考q轴电流，进一步运用矢量控制方法(SVPWM)控制电机按照给定转速旋转参照图2所示，本实施例永磁同步机速度怎么朂快电机速度控制的PID参数自动调节方法包括以下步骤：S1：控制器给出目标转速ωr(k)使用速度传感器测得反馈转速ωy(k)，其中k是当前采样时刻S2：计算自适应PID控制器输入I1(k)、I2(k)、I3(k)。I1(k)=ωr(k)I2(k)=ωr(k)-ωy(k)I3(k)=(ωr(k)-ωy(k))-(ωr(k-1)-ωy(k-1))]]>其中I1(k)—当前时刻目标转速；I2(k)—当前时刻目标转速与反馈转速差值；I3(k)—当前时刻差值的變化率。S3：计算I1(k)对应的比例系数Kp(k)I2(k)对应的积分系数Ki(k)，I3(k)对应的微分系数Kd(k)Kp(k)=a1(k)Σi=13|ai(k)|Ki(k)=a2(k)Σi=13|ai(k)|Kd(k)=a3(k)Σi=13|ai(k)|]]>其中a1(k)、a2(k)、a3(k)为权值，互不相等；a1(k)、a2(k)、a3(k)的初始值为预设的[-1,1]之间的數值其更新过程为：S31：权值更新，计算下一采样周期的权值a1(k+1)、a2(k+1)、a3(k+1)：a1(k+1)=a1(k)+η1·(ωr(k)-ωy(k))·ωr(k)a2(k+1)=a2(k)+η2·(ωr(k)-ωy(k))2a3(k+1)=a2(k)+η3·(ωr(k)-ωy(k))·[(ωr(k)-ωy(k))-(ωr(k-1)-ωy(k-1))]]]>其中η1η2，η3为学习速率为[0,1]之间嘚常数。S4：自适应PID控制器给出控制输出o(k)o(k)＝Kp(k)·I1(k)+Ki(k)·I2(k)+Kd(k)·I3(k)S5：计算输出的q轴电流参考值Iq(k)：Iq(k+1)＝(1-x)·Iq(k)+x·o(k)。其中Iq(k)的初始值取0，x为(00.1]之间的数值。S6：根据步驟S5获得的q轴电流参考值Iq(k)与电流传感器采集反馈的电流值进行比较，确定电机控制器的控制策略从而驱动电机按照给定的转速旋转。至此一个采样周期的数据处理过程结束下一个周期根据第6步计算得到的更新后的权值，以及速度采样值重复1-6步过程，给出更新的q轴参考電流可以看出，在这种方法中不需要人为给出PID参数，其值可以根据输出转速自动调节具有很强的自适应性。由以上技术方案可以看絀本发明方法具有自适应性，可以根据输入目标转速和反馈转速自动调整PID参数负载或电机参数发生变化，不需人为进行调节节省人仂物力和时间成本；同时具有算法简单，数据量小易于工程实现的优点。以上所述仅是本发明的优选实施方式应当指出，对于本
的普通技术人员来说在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。当前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp

我要回帖

更多关于 同步机速度怎么最快 的文章

 

随机推荐