基于PCC的多质量弹性扭转系统控制器的设计与实现.pdf

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1、学校代码：10255学号：2111079基于PCC的多质量弹性扭转系统控制器的设计与实现DesignandimplementationofmultimasselastictorsionsystemcontrollerbasedonPCC学院：信息科学与技术学院专业：控制理论与控制工程姓名：金鑫导师：石红瑞副教授2014年1月附件二：东华大学学位论文版权使用授权书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门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学

2、可以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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在——年解密后适用本版权书。本学位论文属于／不保密吵学位论文作者签名：／￡烩日期：列出年z月，]日焉器嚣印日期：≯ILp年)月f归O基于PCC的多质量弹性扭转系控制器的设计与实现摘要弹性扭转驱动广泛应用于凹版印刷长轴驱动、纺纱机械中的罗拉传动、以及全电型注塑机等大量使用的滚珠丝杠传动结构中。另外，在负载惯量变化的情况下，电机惯量与负载惯量不匹配也会产生与弹性扭转驱动相同的效果。弹性扭转驱动的一

3、个关键特性是存在扭转振荡，扭转振荡使得机械控制的精度和设备的疲劳寿命大大降低，还可能导致机械事故的发生。如何最大限度的抑制扭转振荡，使系统满足需要的动稳态性能是弹性扭转驱动研究的核心问题。本文以贝加莱公司的多质量弹性扭转装置为研究对象，进行了机理建模和实验建模，获得了系统的状态空间模型和传递函数。针对对象特性，设计了状态反馈．极点配置控制器和双微分控制器，完成了对多质量体系统的速度控制，并对控制方案进行了频域分析和仿真实验，获得了初步的控制参数。在理论分析的基础上，本文将两种控制方案在贝加莱的PCC上加以实现。

4、实际运行曲线与仿真曲线吻合，系统建模准确；两种控制方案都可以有效抑制扭转振荡，具有满意的动、稳态性能。迸一步对系统鲁棒性进行了实验分析，实验证实系统对瞬时扰动具有很强的抑制能力，控制器对于负载变化也有很强的适应性，性能良好。本文对弹性扭转系统内在特性的分析可以为研究弹性扭转系统提供有益的借鉴。关键词：多质量弹性扭转系统、扭转震荡、状态反馈、极点配置、双微分V0奔毒天学∞■Ⅷ吐nmⅨ"基于PCC的多质量弹性扭转系控制器的设计与实现ABSTRACTTheelastictorsiondriveiswidelyused

5、inintaglioprintingdriven，spinningmachineryintherollerdrive，andintheCNCmachinetools，electricballscrewdrivestructurethatwidelyusedininjectionmoldingmachineetc．．Inaddition，thesituationofloadinertiachangesormotorinertiaandloadinertiamismatchwillproducesimilareff

6、ectsOneofthekeypropertiesofelastictorsionaldriveistheexistenceoftorsionalvibration，torsionaloscillationmakesthefatiguelifeofmachineequipmentandcontrolprecisionisgreatlyreduced，what’Smore，maycausemechanicalaccident．Howtorestrainthetorsionaloscillationsandmake

7、thesystemmeettheneedofdynamicandsteady-stateperformanceisthecoreproblemofelastictorsiondriveMultimasselastictorsionalsystemwasdesignedbyB&R．Thispapermadethesystemastheresearchobject,themechanismmodelandexperimentmodelwasestablished．Systemmodelbasedonthestate

8、spaceandthetransferfunctionofthesystemwasget．Thestatefeedback-poleassignmentcontrolleranddoubledifferentialcontrollerwasdesigned．Thecontrolofthespeedwascompleted，andtheexperimentalsimulationandf