电动缸的测试系统设计及建模

《电动缸的测试系统设计及建模》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中国科学技术大学硕士学位论文电动缸的测试系统设计及建模姓名：闫飞飞申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：吴刚201110摘要电动缸具有控制性能优越、安装调试方便、维护简单等优点，近年来开始应用于军事、工业、医疗、试验、动感娱乐等行业。目前国内生产电动缸的企业一般都处于国外购买零部件、国内组装的阶段，对电动缸的理论研究还不够深入。本文在总结电动缸、电机、光电编码器等相关知识的基础上，设计并实现了电动缸整机测试系统。该系统以PLC为控制中心，使用脉冲控制方式，通过电机驱动器控制电动缸；以触摸屏作为人机交互界面，

2、制作了系统操作软件；采用双通道设计，充分发挥PLC的控制性能，节省人力物力。该系统已经投入使用并产生效益。本文设计并实现了电动缸频率特性测试系统，完成了电动缸的数学模型辨识工作。以dSPACE系统为核心，设计并实现了电动缸频率特性测试系统；用M语言。编写了多种试验测试信号产生程序，建立了SIMULINK模型，生成激励信号，经过DSI104的DA通道激励被测对象；使用AD通道采集响应信号，用ControlDesk软件保存输入输出数据，利用MATLAB进行数据处理，用相关分析法得到被测电动缸的频率特性，用最小二乘法得到电动缸

3、的差分方程模型。基于相关分析法的频率特性测试系统类似虚拟仪器，通用性较好。辨识结果表明，所得到的数学模型能较好地描述电动缸的动力学特性，可以为电动缸控制器的设计提供理论支撑。最后，为了克服系统内部参数变化、外部工作环境以及负载的不确定性、非线性因素对系统性能造成的影响，实现高性能的位置伺服控制，设计了基于自抗扰控制器的电动缸位置伺服控制系统。研究了自抗扰控制器的数学模型、工作原理l!和参数整定；利用跟踪微分器为参考输入安排过渡过程，得到光滑的输入信号及其微分信号：通过扩张状态观测器估计被控对象的状态，并且得到扰动估计；最

4、后按照非线性误差反馈律设计非线性控制器。仿真结果表明，基于自抗扰控制器的电动缸位置伺服控制系统动态响应快，没有超调，重复定位精度高，抗扰能力强。关键词：电动缸永磁同步电机整机测试频率特性测试伪随机信号最小二乘辨识自抗扰控制器位置伺服控制ABSTRACTElectriccylinderiswidelyusedinmilitary,industry,medicalmachine，teachingexperiment，dynamicentertainmentandotherindustries，becauseofitsexce

5、llentcontrolperformance，easyinstallation，simplemaintenanceandotheradvantages．Domesticproductionenterprisesofelectriccylindergenerallyproduceelectriccylinderbyassemblingpartswhicharepurchasedformforeigncountries．TheresearchontheelectriccylinderiSnotenoughdepth．Bas

6、edonthesummaryofelectriccylinder,PMSM(PermanentMagnetSynchronousMotor)，opticalencoderandotherrelatedknowledge，thispaperdesignedtheelectriccylindermachinetestsystem．ThetestsystemselectsPLCascontrolcenterbyusingpulsecontrolwayanddrivingtheelectriccylinder．Thetestsy

7、stemselectstouchscreenastheman-machineinterfacewhichsuppliesthesystemoperatingsoftware．ForfullplayingPLCcontrolperformanceandsavingmaopowerandresources，thetestsystemusesdual—channeldesign．Thesystemhasbeenputintouse，resultingineconomicbenefits．Thispaperdesignedthe

8、electriccylinderfrequencytestsystem，completedidentificationofelectriccylinder．Thispapergeneratedthesinesignal，thecosinesignalandthepseudo-randomsignalbyprogram