舞臺機械臺面子系統(tǒng)的安全性關鍵技術研究_509.pdf

1、隨著科學技術的進步，現(xiàn)代舞臺機械系統(tǒng)功能日益強大，其控制系統(tǒng)也變得越來越復雜，這些都對安全性提出了更高的要求。舞臺機械的運動直接關系到人員和設備的安全，因此，安全性問題永遠是舞臺技術的核心問題。實際舞臺系統(tǒng)中，除了常規(guī)的限位、連鎖與急停保護等安全措施外，同步控制的精準性與魯棒性也是影響舞臺系統(tǒng)安全性的關鍵因素之一。此外，如何將故障診斷與容錯控制技術應用于舞臺控制系統(tǒng)，無疑對保證系統(tǒng)的開機率和安全性有突破性的意義。
　　基于以上考慮

2、，本文結合我國“PLC+矢量變頻器+交流電機”控制模式，重點以舞臺機械臺面子系統(tǒng)為研究內(nèi)容，開發(fā)了上位監(jiān)控軟件和PLC控制程序，并實現(xiàn)了上位機與PLC的OPC通信;對升降舞臺提出了一種基于干擾觀測器的多電機同步控制方法;采用數(shù)據(jù)驅動技術對編碼器故障進行診斷并實現(xiàn)了軟閉環(huán)容錯控制，主要工作包括:
　　1)舞臺機械控制系統(tǒng)軟件設計
　　針對控制需求，采用Visual Basic6.0開發(fā)了上位監(jiān)控軟件的部分模塊，并實現(xiàn)上位機與P

3、LC的OPC通信，采用西門子Step7 V5.4軟件以梯形圖編程方式編寫PLC控制程序，在上位軟件和下位控制程序中設置完善的連鎖保護、限位保護、報警提示等安全措施。
　　2)升降舞臺系統(tǒng)基于干擾觀測器的多電機同步控制方法的研究
　　針對舞臺系統(tǒng)存在的內(nèi)部參數(shù)變化與外部擾動的不確定性，將干擾觀測器與位置輸出耦合控制結合，提出了一種新的多電機同步控制方法。實際運行時，由于干擾觀測器對系統(tǒng)內(nèi)外不確定性的及時準確估計和補償，實現(xiàn)速度

4、高精度同步控制，同時位置輸出均值耦合算法進一步減小了位置同步誤差。仿真結果表明此方法不僅具有較高的同步精度，而且具有良好的魯棒性。
　　3)基于數(shù)據(jù)驅動的編碼器故障診斷與軟閉環(huán)容錯控制
　　針對舞臺機械控制系統(tǒng)中編碼器故障，將最小二乘支持向量機(LS-SVM)與序貫概率比檢驗(SPRT)結合，提出了一種數(shù)據(jù)驅動的編碼器故障檢測方法。該方法基于歷史數(shù)據(jù)建立系統(tǒng)的LS-SVM預測模型，并以模型預測值與實際編碼器輸出產(chǎn)生殘差，采用