基于模型預測控制算法的彈性扭轉系統(tǒng)控制器設計.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、彈性扭轉驅動廣泛應用于凹版印刷長軸驅動、紡紗機械中的羅拉傳動、以及全電型注塑機等大量使用的滾珠絲杠傳動結構中。另外,在負載慣量變化的情況下,電機慣量與負載慣量不匹配也會產生與彈性扭轉驅動相同的效果。
  彈性扭轉驅動的一個關鍵特性是存在扭轉振蕩,扭轉振蕩使得機械控制的精度和設備的疲勞壽命大大降低,還可能導致機械事故的發(fā)生。如何最大限度的抑制扭轉振蕩,使系統(tǒng)滿足需要的動穩(wěn)態(tài)性能是彈性扭轉驅動研究的核心問題。
  本文以貝加萊公

2、司(B&R)設計并開發(fā)的多質量彈性扭轉系統(tǒng)為實驗平臺,設計控制方案,完成對彈性連接的質量體的轉速控制。具體研究內容如下:
  本文分別采用機理建模和實驗建模兩種方法來獲取對象模型。機理建模通過對電機、編碼器、彈簧和二慣性系統(tǒng)等對象分別進行機理特性分析,建立各部分方程,選取狀態(tài)變量得到系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程,并利用 Matlab/Simulink建立模型仿真框圖進行仿真。實驗建模通過采集實驗對象的開環(huán)階躍響應數(shù)據(jù),用 Matlab中的線

3、性擬合工具箱擬合采樣數(shù)據(jù)生成曲線,得到系統(tǒng)時域表達式并計算出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。分析模型的頻域特性,并研究了不同硬件變化對系統(tǒng)的影響。
  針對對象特性,本文采用模型預測控制算法。在Matlab/Simulink中對MPC算法進行仿真,分析了不同的采樣時間、預測時域和控制時域參數(shù)對控制效果的影響。本文通過Matlab/Simulink和B&R組態(tài)軟件Automation Studio的無縫連接,將MPC算法生成的C語言代碼下載到PCC

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