多电机同步联动控制系统的设计与分析

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1、南京理工大学硕士学位论文多电机同步联动控制系统的设计与分析摘要本文以“十五”某重点项目——多电机同步联动控制系统的研制为背景，介绍了该系统的机械结构和计算机控制系统的设计。针对模拟速度环存在的缺陷，本文改进了控制方案，实现了全数字化的速度和位置闭环控制，系统调试和功能扩充均在此方案下完成。为确保四电机的同步联动性能，本系统采用了差速负反馈控制，并针对其动态和稳态性能进行了理论分析。在此基础上，本文通过描述函数法研究了齿隙和摩擦死区非线性对系统的影响，提出了一种多电机同步联动电消齿隙方法和死区补偿算法。为了验证其有效性，本文着重就偏置电压对消隙的影响进行了仿真分析。结果表明，系统运行条件

2、不同，偏置电压的取值也应当相应变化以确保消隙效果。为了实现高性能位置跟踪控制，本文通过剖析常规PID算法，引入了一种智能分区PID控制器并进行了实际系统调试。结果表明，系统能够实现高速高精度的位置跟踪，性能已基本达到指标要求。另外，多电机同步联动为容错控制提供了硬件冗余，本文在最后针对系统的容错控制进行了方案规划和程序设计。关键词s伺服系统同步联动差速负反馈齿隙非线性死区非线性智能分区PID竺!竺塑堡圭丝茎ABSTRAcTInthispaper，ahighperformancedigitalservo—systemdrivenby4-motorsisstudied．Abovea11，t

3、hegeneraldesignofthesystem’selectricpartandmechanicalpartisintroduced．MeanWhi】e，forthepurposeofdrivingtbebig-inertiaload，fourmotorsareusedanderrorofthevelocityisfedbacktosynchronizethepaceofthemotors．Still．akindofbias—voltagecontrolandsomecompensationmethodsareappliedtochangethenon—。1inearsystem

4、withanti——backlashanddead—‘zoneinto8／1approximate1inearsysteminordertoattainthehightrackingperformance．Onthefoundationoftheformerwork，aimprovedcontrolmethodisfirstlyintroducedtoovercomesomedisadvantageoftheoriginaldesign．Thismethodturnsthesystemintoaentiretydigitalcontrolsystemwhichhasbeenproved

5、tobeeffective．Second，systemsimulationism．odifiedandimprovedwhoseresultismuchclosertotherealsystem．Third，sometheoryproblemisstudiedandresultsareattained．Then，akindofintelligencePIDcontrollerisusedandexperimentresultsshowthattheexpectedperformanceofthesystemissatisfied．Inaddition，asadoptionofthefo

6、ur-motordrivingmode，akindoferror—tolerancecontrolismadepossible，itsprojectprogrammingandsoftwaredesignareintroduced．Keywords：servo——systemmulti—’driversvelocityerrorfeedbackⅡAnti—backlashdead-zoneintelligencePIDcontrol声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获

7、得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名：埘年6月毋日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：j望!I∞d年6月。争日南京理工大学硕士学位论文多电机同步联动控制