拉弯机控制系统及其多轴同步运动控制算法

针对汽车零部件的复杂拉弯工艺需求,以稳定可靠、多轴同步运动和末端速度均匀可控为目标,采用工控机和运动控制卡设计了一种双六轴的伺服拉弯机控制系统。系统软件依据MVC设计模式进行设计开发,系统硬件以运动控制卡为核心,通过EtherCAT总线对电机进行实时控制。将虚拟主轴策略引入多轴同步运动控制算法,并通过运动仿真与试验验证了控制系统的可行性。     

主从分布式多轴控制系统同步采样机制研究

为满足多轴位控系统对各协调联动轴位置信号的同步采样精度需求,在主从分布式多轴运动控制系统架构下,提出采用FPGA实现基于自定义总线的"同步锁存、顺序读取"采样机制。在自主研发的主从分布式多轴运动控制系统实验平台上进行多轴位置信号同步采样实验。实验结果表明,所提出的同步采样机制可以有效减小顺序采样延时导致的编码器信号计数偏差;在八轴运动控制系统中各个运动轴接收到同步锁存信号的时延不确定性小于15 ns;在对1 MHz以内的光电编码器信号同步采样时两轴间的计数误差稳定在1个脉冲之内。由此验证所提出的多轴同步采样机制能满足位置信号的同步采样要求,保证在轴数增加的情况下不会对同步采样精度产生过多影响。     

改进偏差耦合补偿的反演同步控制算法的研究

随着现代化生产对高精密加工技术的要求越来越严格,许多自动化装备如数控机床、工业机器人等,在运行过程中必须要保持多轴同步。在研究了现有的耦合补偿同步算法不能很好的解决多轴系统复杂的非线性问题后,文中运用反演控制算法将复杂的非线性系统逐步分解为简单的子系统,并使得各子系统沿着设计的滑模面稳定收敛。此外,选择耦合误差为各轴位置误差的平均值和同步误差之差的定义方式,使得耦合误差线性化,改进了传统耦合误差中的同步误差积分项,简化了误差项的设计。最后,在三台电机构成的多轴系统上进行仿真验证,结果表明该算法同步稳定性能高,收敛速度快。     

基于云模型的电液比例位置系统同步偏差控制研究

针对电液比例位置同步系统受到外部干扰,存在同步偏差问题,利用云模型理论设计了偏差补偿器对其进行修正。对位置偏差值进行云化处理后,依照云模型规则推理得到准确补偿信号,反馈给原系统作为同步偏差控制量。对预应力张拉设备的电液比例系统建立仿真模型,仿真分析表明,云模型偏差补偿器能够对出现的偏差自动调整,减小同步偏差,提高同步系统控制精度,系统的稳定性和鲁棒性也得到提高。     

纺织后整理设备多轴同步张力控制技术研究

针对开环系统张力控制精度低,受扰动影响大,以及传统机型多轴运行同步性差,面料加工效果不理想等问题,研究了一种基于PlD算法的闭环张力控制技术,提高了张力控制精度和系统抗干扰能力,并在此基础上引入多轴速度调节补偿机制,解决了设备运行时的同步性问题,实现了多轴同步张力动态平稳调节.该技术已成功应用于海宁纺织机械厂ME776...     

基于MODBUS协议的多轴控制系统设计

在工程自动控制系统中,不仅需要多个变量来描述一个系统,而且需要同时控制多个变量,多运动轴按预定运动参数进行联动。针对电子设备中多轴控制的功能要求,设计了基于MODBUS协议的多轴运动控制系统。该系统采用运动控制芯片+微处理器的双CPU结构,增强了系统的抗干扰性,可实现多轴控制芯片来控制电机的运转,提高了运动控制精度,且结构简单,性能稳定,成本低廉,可用于多轴联动的工业设备控制系统中,具有很好的可移植性和拓展性。     

龙门式数控机床的多轴同步驱动 (西门子840D/810D GANTRY功能的应用)

龙门铣床、龙门加工中心等大型机床为了缩小机床总体尺寸 ,增加加工高度和机床刚度 ,常将原来的工作台移动改为龙门框移动 ,主轴箱上下移动 (固定横梁式 )改为横梁上下移动。这时 ,大尺寸的龙门框在二边导轨上的移动或横梁在二边立柱上的移动必须精确同步。早期的数控龙门机床用系统的简易同步功能将横梁移动到几个固定位置 (常使用无触点开关、磁性开关作为定位元件 )锁紧后再进行加工。由于计算机技术的飞速发展 ,数控系统的控制功能不断加强 ,除了以往的对各轴的位置、速度、转矩的精确控制外 ,目前各种数控系统已有“龙门轴”控制等同步…     

多传动轴高精度同步测控的实现

针对多传动轴同步测控系统,阐述了实现多轴同步的关键因素：一是使各传动轴的位置增量信号同步;二是各传动轴的控制模块控制操作同步。给出了多轴高精度同步的硬件接口电路实现方法,提出了主从式测控方案。     

基于DeviceNet现场总线的主从站式多轴电机控制系统研究

针对控制系统中电机部分功能冗余及工业自动化流水线柔性化生产等问题,对工业机械手、包装机、浇注机等多电机协作的控制系统进行了研究,提出了一种基于DeviceNet现场总线的主从站式多轴电机控制系统。在控制系统中,采用CJ系列模块式可编程逻辑控制器(PLC),提高了系统的相对独立性、互换性和通用性,同时通过主站链接控制方式优化了系统控制,简化了主站设计、增加了系统可靠性。利用多轴电机控制系统平台以及NB-Designer软件仿真调试,对电机高低搭配运行的误差精度进行了重复测试。研究结果表明,在满足运行特性和精度要求的情况下,步进电机可替代伺服电机,完成不同的控制需要,这种不同电机高低搭配的系统经济性更好,在工业自动化生产中具有实际应用价值。     

带钢卷取机电液伺服跑偏控制系统特性分析

该文在分析了电液伺服系统数学模型的基础上,对液压元件进行了静、动态计算及分析,并用MATLAB中的动态仿真工具SIMULINK构造了电液伺服控制系统仿真模型并对其进行仿真,从而得到更为优良的设计参数,使系统更加完善。     

带钢卷取机跑偏电液伺服控制系统的仿真

为了解决冷轧带钢生产中的带材跑偏问题,本文简述了带材自动纠偏的电液伺服系统控制的基本原理,详细介绍了系统数学模型的建立及利用MATLAB/SIMULINK进行系统仿真的过程,并分析了系统的稳定性,同时分析了系统的动态特性。结果表明,系统满足带钢纠偏控制对稳定性、响应快速性与控制精度的要求。它的应用证明系统性能可靠,控制精度高,极大地提高了劳动生产率。     

双电液伺服系统同步模糊控制研究

针对电液伺服系统的非线性、时变性和模型的不确定性等特点,提出了一种基于模糊补偿控制的双伺服同步系统,通过模糊控制器来补偿同步通道的非线性和各种不确定性因素所导致的同步位置误差。为了提高模糊控制器的补偿效果,在补偿控制系统中引入一个并联的积分分离PI环节,可以有效地消除补偿系统的静态同步误差。仿真结果表明,该方法具有较高的同步控制精度。     

基于多轴电液伺服转向系统的重型车辆操纵稳定性研究

车辆的操纵稳定性是影响车辆行驶安全性的关键因素,操纵稳定性分析通常基于经典线性二自由度车辆动力学模型。该模型忽略了转向系统的影响,直接以前轮转角为输入,无法充分描述车辆的操纵稳定性。以多轴电液助力式转向车辆为研究对象,在二自由度动力学模型的基础上进一步考虑了电液伺服转向系统对车辆操纵稳定性的影响,建立以转向盘转角为输入的多轴电液助力式转向车辆二自由度动力学模型并进行仿真分析。结果表明,电液伺服转向系统模型的加入显著增加了多轴车辆到达稳态转向的时间,且在小转角转向时车辆瞬态质心侧偏角峰值降低,车辆操纵稳定性有所改善。因此,考虑电液伺服转向系统部分的模型可有效提升重型多轴车辆转向性能分析的准确度。     

基于自适应的电液负载模拟器积分鲁棒控制

为提高电液负载模拟器的跟踪精度,针对其存在的大量非线性特性和模型不确定性等问题,建立了系统非线性数学模型,基于传统的误差符号积分鲁棒控制方法,融合自适应控制的思想,设计了一种自适应误差符号积分鲁棒控制方法。该方法无需获知模型不确定性的确切界,其积分鲁棒增益的取值可在线调节,更好地克服了模型不确定性对系统的影响,在舵机运动干扰作用下实现了系统的渐近稳定性能。仿真对比结果验证了该控制方法的优良性能。     

自行式载重车悬架升降电液同步驱动控制研究

通过对自行式载重车4点悬架同步驱动机械和液压系统工作机理的分析,建立了系统的多领域物理模型和数学模型;针对该同步升降系统存在的耦合性、非线性和模型参数不确定性特点,提出了一种基于多点输出耦合的模糊PID多缸同步驱动控制策略,以4点悬架柱塞缸实际输出位移耦合值为理想输出,由4个独立的位置同步模糊PID控制器分别实现阀控柱塞缸对理想输出动态和稳态的实时跟踪控制。额定载荷为1MN的自行式载重车悬架同步升降试验结果显示：运用该控制策略的车辆悬架同步升降过程中的4点悬架高度的动态误差为±3mm,稳态误差为±1mm,对比试验表明,基于多点输出耦合的模糊PID控制策略具有较高的同步驱动控制精度和较强的适应性与鲁棒性。     

基于智能算法的多缸同步控制系统研究

介绍了多缸电液伺服同步控制原理和神经网络控制原理,提出了神经网络PID算法,设计了神经网络PID控制器。推导出多缸液压同步控制系统的传递函数,并把该控制器应用到多缸液压同步控制系统中。经过仿真研究表明该控制器控制效果良好,能满足多缸电液伺服系统的同步控制要求。     

电液驱动卷绕式系统卷绕与排管同步精确控制方法的研究

为了解决飞机拖锥自动收放过程中尼龙管出现的脱卷和卷绕重叠等问题,提出了一种模糊控制与PID控制相结合的排管机构同步精确控制方法。考虑影响卷绕与排管同步性能的因素,建立了卷绕与排管同步控制系统结构模型。经过对控制方法仿真和实际应用,证明该方法具有动态特性好,鲁棒性强等优点。     

基于导纳控制算法的电液比例系统联合仿真研究

为了满足某液压机器人对于特殊工况下的混凝土振捣需求,设计了基于导纳算法的柔顺控制器.以电液比例阀控缸系统为研究对象,建立了系统的动态数学模型,并利用 MATLAB 、 AMESim 和 Simcenter３D 软件各自优势,搭建了一种多学科融合的机电液一体化联合仿真平台,对电液比例阀控缸系统进行了弹簧阻尼负载和刚性碰撞 ２ 种不同工况下的多算法联合对比仿真分析.结果表明,设计的导纳柔顺控制器使得电液比例系统具备了对环境刚度的快速响应能力,导纳算法可根据实际负载力对内环位置控制器的位移信号进行及时修正,有效避免剧烈的刚性碰撞,体现良好的柔顺性和鲁棒性.     

多轴独立电驱动混合动力车整车控制系统的开发

为有效解决多轴独立电驱动混合动力车辆控制技术的难题,包括如何解决整车驱动功率急剧变化与特殊用电设备稳压要求的矛盾,以及如何兼顾多轴独立电驱动系统的经济性、动力性和通过性,提出一种多轴独立电驱动混合动力车的整车分层式控制系统结构方案。在该系统中,采用整车功率跟随式能量管理策略,重点研究稳压型APU变增益PID控制策略和多轴独立电驱动多目标驱动力控制策略,并通过前向仿真系统和实车试验对其进行验证与评价。仿真和实车试验结果表明,该整车控制系统能够有效地对车辆进行控制,在实现各项功能的情况下,稳压型APU控制系统能保证在大功率波动的情况下电压波动在3%之内,多目标驱动力控制策略在提高车辆机动性的同时将电动机驱动系统的效率提高约4%。