高速裱纸机的多电机同步控制策略研究

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1、学校代码10530学号201330111725分类号TM301.2密级公开硕士学位论文高速裱纸机的多电机同步控制策略研究学位申请人王庭指导教师蒋近副教授学院名称信息工程学院学科专业控制科学与工程研究方向数控技术与装备信息化二Ο一六年五月二十日ResearchofMulti-motorSynchronousControlStrategyforHigh-speedLaminatingMachineCandidateWangTingSupervisorAssociateProf.JiangJinCollegeCollegeofInformationEngineeringProgramCon

2、trolScienceandEngineeringSpecializationCNCtechnologyandequipmentinformationDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateMay,20th,2016湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加１＾＾示注引用的巧容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体。本人完全意识到本声明的，均己在文中Ｗ明确方

3、式标明法律后果由本人承担。＾：作者签名：曰期占月多曰主学位论文版权使用授权书‘本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、缩印或扫描等复制手段保存和汇，可ｙｘ采用影印编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。；作者签名：４日期年月方巧＿主＿／导师签名：曰期：２＾月曰４１知嘗＾摘要高速裱纸机在包装、印刷等工业领域不可或缺，随着工业的快速发展，市场对高速裱纸机的性能要求越来越高

4、。传统裱纸机的机械传动方式贴合精度不高，从而影响到生产成品率。多电机同步控制技术以其控制精度高、结构简单、调速方便等优点，逐渐取代传统的机械传动方式，在工业领域中被广泛应用。本文以型号SDM103B裱纸机为研究对象，对多电机同步控制策略进行深入全面的研究。(1)阐述裱纸机的研究背景与意义；介绍工业领域多电机同步控制技术的研究现状；明确本课题研究重点和难点以及论文的结构安排。(2)分析裱纸机工作的基本原理，针对裱纸机机械传动方式易出现较大贴合误差的问题，设计高速裱纸机的多电机同步控制总体结构及系统方案；分析永磁同步电机数学模型，建立高速裱纸机的多电机同步控制系统模型。(3)针对裱纸机多

5、电机控制系统为非线性、时变、强耦合的复杂控制系统，研究多电机同步控制结构，提出一种改进型偏差耦合速度误差补偿的多电机同步控制结构，以系统中电机间速度误差为指标，设计一种单神经元PI速度补偿器，通过引入PSD(proportionalsummationderivative即比例求和微分)算法对单神经元PI增益进行实时在线调节，提高电机间同步误差的收敛速度，使三台电机间速度误差趋近于零，增强多电机同步控制系统的稳定性，达到三台电机同步控制的目的。仿真结果表明此方法的可行性和正确性。(4)针对传统PI控制策略的多电机同步控制系统中电机转速跟随性能较差的问题，设计一种速度模糊滑模控制器。根据

6、给定转速与输出转速之差定义积分滑模面，并选择比例切换函数控制律，采用李亚普洛夫函数证明系统稳定性，通过模糊逻辑算法对控制律中切换增益k进行实时优化调整，从而削弱滑模控制开关引起的系统抖振。仿真结果表明将模糊与滑模控制相结合的控制策略，系统中各电机的转速跟随性能得到明显改善，电机间同步误差减小。(5)根据高速裱纸机的贴合精度与速度要求，在Matlab7.14仿真环境下，建立以高速裱纸机中面纸电机、底纸电机、送胶电机的三电机控制系统仿真模型。在传统PI控制策略下，对改进前后控制结构对比仿真；在改进型偏差耦合控制结构下，对三种不同控制策略对比仿真。仿真结果表明，采用改进型偏差耦合控制结构与

7、模糊滑模控制策略相结合的方案，使高速裱纸机系统中各电机间同步误差减小，面纸与底纸间的贴合精度和贴合速度均得到较大的改善。关键词：高速裱纸机；同步控制；速度补偿器；PSD算法；模糊滑模控制器IAbstractHigh-speedlaminatingmachineisindispensableinthepackaging,printingandotherindustrialfield.Withtherapiddevelopmentofindustry,Perf