多电机驱动系统协调控制策略与应用研究

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1、东南大学博士学位论文摘要多电机驱动系统的协调控制广泛应用于各类精密机械加工、编织、缠绕及轧钢等机电一体化设备的自动控制。随着相关设备的自动化水平及生产工艺要求的不断提高，现有的传动与控制方式已不完全能适应现代化生产的需要。因此，应用先进控制理论和方法，研究开发高性能的多轴协调控制策略与控制系统具有普遍的现实意义和』‘泛的应用前景。本文从一类多轴协凋控制系统的实际工程项尽研搜需耍出发，深入研究多电机驱动系统：。P多轴协调控制问题。首先，通过对典型位置跟踪控制系统结佝及特点、交流电机数学模型等问题的研究，针对多电机驱动系统，一泛采用交流电机驱动、各轴负载扰动差异较大的特尊，提出墓=『

2、变频哺速技术与多轴合成误差补偿原理的主从协调控制方案=这样，不仅可以实现动态跟踪控制目标，而旦使控制系统实现相对简单、经济，潺试、运行维护方便，在此基础上，针对人多数多电机驱动系统存在来建模误差较大，各类不确定于扰因素复杂等实际问题，应用智能控制理论与方法，改计了基丁模期理论、专家控制的多轴济调控制策略，从而逆一步提高了多宅机驱动系统多轴协调控制竹鲁蝽’陛、快速胜、协调跟踪精度等-胜能。论文的第一部分茸先综述多轴协调控希4研究现状，介绍了两类多蛳LtJJ一调控制系统的系统缓成结构及其特点；通过对矢量控制下异步电机数学模型、多电机驱动系统基本特点的研究，提出。’尚建准全闭环位置跟踪

3、控制系统设计原则与方法和基予变频阔速技术与多轴合成误差补偿原理的专址跟踪控制方案这一多电机协调控制思想，同时还对高抗干扰性能的速度与位置检测方法与实现技术、攫入系统干扰途径与抑制措旌等主要问题进行了分

4、j斤与研究，通过提出的消抖方法、基丁ISP器件的多通道采集#的设计方案及多种抗于扰措施，较好地解决了振动环境以及复杂干扰环境一F．g-电肌协调控制可靠陛问题，同时，也为提高系统的控制精度等性能指标奠定了基础。在第一部分的多电机驱动系统多轴协调智能控制策略研究一章中，提出了基于控制规则日渭墼模糊控制的主从轴跟踪控制策略、模糊专家控制的多轴合成误差补偿控制策略的踺计方法，最再，通过构建

5、相关实验电路进行了实验研究，证明了本文提出的控制方案及控制方法正确性与可行陛、论文的第二部分，以多台异种电动机驱动的纤维缠绕机的多辅协调控制系统设计为实例，对多轴协调控制系统的设计技术进行了深入研究。根据生产工艺、系统及运行环境的特点．建立主献轴跟踪静态模型，发计了控制系统结构、拖动方案及莹予多模模糊控制的多轴协凋控制方法；此舞．还对影响系统控制精度的误差源、特点等进行了分析，提出了减少这些误差的控制方法与途径：通过对变速过程的平稳性性能要求的分析，进一步完善了基于多模模糊控制的多轴速度与位置双重协调的控制方法：通过对应用系统进行的运行调试、陛能测试。从测试结果及试制产品的测试报

6、告可以进一步证明本文所提出的控制策略与殴计方法的先进性、科学性与实际价值。关键词：多电机驱动系统多轴协调控制速度跟踪控制位置跟踪控制模糊控制智能控制纤维缠绕设备变壹查堂塑主兰堡笙苎AbstractCoordinatedcontrolofmuhi—motordrivesystemisappliedwidelytoautomaticcontroloftheallkindsofprecisionmachinemanufacturing，knitting，winding，steelrolling，printinganddyeing，papermaking，packingandothere

7、lectromechanicaldevice．Witmnsuchsystem，thecharacteristicofcoordinatedcontrolofmulti—motorswillinfluencetheefficiencyandqualitiesofproducts．Wi血improvementofautomationofrelevantequipmentsanddemandsofmanufacturingtechnology,thewayofdriveandcontrolnowavailablehasnotbeenabletomeettheneedsofmodemma

8、nufacturing，sotostudyanddevelopthecoordinatedcontrolsystemwithhighperformance，withadvancedcontroltheoryandmethod，haswidelyapplicableprospectandrealisticsignificance．Thepaperstudiesdeeplythecoordinatedcontr01issuesofmulti．axisinmulti．motordri,