基于變頻調(diào)速的多電機同步控制.pdf

1、新型的機電一體化粗紗機除去了傳統(tǒng)粗紗機中的上、下錐輪，差速器，龍筋升降傳動部件和成型機構(gòu)，機械結(jié)構(gòu)大為簡化，它采用PLC控制四臺變頻器，分別獨立驅(qū)動錠翼、羅拉、筒管和龍筋的電機來實現(xiàn)高效高質(zhì)紡紗。 但是由于粗紗機中各執(zhí)行機構(gòu)相互之間沒有了機械剛性連接，羅拉 、錠翼、筒管、龍筋都是各自獨立的運轉(zhuǎn)，它們很難實現(xiàn)真正地同步運行；同時取消了以前的錐輪等機械機構(gòu)，粗紗的張力也很難保證在各個紡紗階段都得到良好的控制，這些問題都給新型粗紗機的

2、設(shè)計帶來挑戰(zhàn)，它們?nèi)绻幚聿缓?，紡紗就無法順利進(jìn)行，因此，這些問題是設(shè)計新型粗紗機的關(guān)鍵和核心部分，它們的解決與否決定著新型粗紗機設(shè)計的成敗。 歸根結(jié)底，這些問題主要表現(xiàn)在兩個方面，一是如何使四個電機能夠在啟動、運行、停止時都能夠協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)，始終保持著一定的比例關(guān)系；二是如何得出四者之間的合適的比例關(guān)系。 針對以上的關(guān)鍵問題，本文在電氣方案的設(shè)計和具體控制策略上提出了切實可行的具體解決方案。首先，在電氣方案方面，我們選

3、擇了由工控機、PLC、矢量變頻基礎(chǔ)傳動、光電傳感器組成的系統(tǒng)，其中，工控機為綜合監(jiān)控系統(tǒng)，人機界面采用WinCC來設(shè)置紡織工藝參數(shù)，監(jiān)控整車的運行和故障狀態(tài)，它通過MPI網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和PLC進(jìn)行通訊；PLC 是實時控制的核心，獲取粗紗位置光電傳感器的檢測值，并通過PROFIBUS-DP總線和四臺矢量變頻器進(jìn)行通信，讀取矢量變頻器中各電機的速度，計算出各個電機的理論速度，然后向矢量變頻器發(fā)送指令，設(shè)置各變頻電機的速度，從而控制電機的運轉(zhuǎn)。其次

4、，在控制策略方面，我們設(shè)計了由四電機的速度閉環(huán)控制和張力閉環(huán)控制組成多閉環(huán)控制，電機的速度閉環(huán)控制為內(nèi)環(huán)，它來實現(xiàn)四個電機的同步運轉(zhuǎn)；張力閉環(huán)控制的控制目標(biāo)為羅拉和筒管間粗紗的懸垂度，控制輸出量修正筒管的轉(zhuǎn)速，從而消除紡紗過程模型不精確等因素帶來的張力偏差。 由于張力控制對象中的數(shù)學(xué)模型的時變特性，常規(guī)PID閉環(huán)控制未能取得良好的預(yù)期控制效果，特別是在大紗和小紗時的張力控制效果差異很大。對此，我們嘗試采用了模糊自適應(yīng)PID控制來