改进型相邻耦合误差的多电机同步控制策略

针对目前多电机同步控制策略的发展现状,本文提出了一种基于改进型相邻耦合误差的同步控制算法,其中任意轴的控制函数不仅包含该轴的跟踪误差,同时与其相邻的两轴的同步误差及其积分量有关,该控制策略不仅能够保证多电机传动系统同步性能,而且比传统相邻耦合控制结构控制器减少了1/3.仿真结果表明,该控制策略具有更高的同步精度和更好的动态性能.     

LED多线切割机自动绕线的并联差分耦合同步控制

针对传统多线切割机手动绕线效率低的缺陷,增加自动绕线机构.详细分析了机械结构和功能改变后的控制系统,根据其特点建立了线速度同步和角速度同步的统一模型.对现有同步控制算法进行改进,增加单轴电机转速误差的微分,提出了一种并联差分耦合同步控制策略,并对其有效性进行证明.通过与传统的主从同步控制的对比试验证明,并联差分耦合同步控制算法具有控制精度高、轴间误差小的优点.     

舞台系统中多电机同步控制研究与仿真

本文针对现代化舞台表演多电机同步控制系统中负载需求不可预知的情况,使用一种速度耦舍控制方式,实现多电机同步控制.仿真结果表明,该方式比主从控制方式具有更为优良的启动性能,能够有效的减小负载扰动后的转速同步误差,适用于时电机转速同步性能要求较高的场合.     

多轴联动的风洞变角度机构同步协调控制

为解决风洞尾撑变角度机构运动过程中多轴之间的同步协调控制问题,本文提出了一种结合并行控制和交叉耦合控制的同步控制方法.首先,将并行控制应用于多轴联动控制中,根据前后侧滑轴定位时间一致以及速度变化时间一致的原则,开展了提高多轴同步性能的研究.然后,采用了基于同步误差传递函数的交叉耦合控制方法,对并行控制给定的运动参数进行修正补偿.最后,通过机构运动进行了实验验证,实验结果表明该控制方法可有效减小横向同步误差,提高同步性能,满足风洞试验控制要求.该方法也为类似机构的同步控制提供了参考.     

绕线机的多轴同步控制算法研究

根据绕线机的结构,分析了其控制原理。针对一阶运动方程电机控制算法存在的问题,推导了电机二阶运动方程,提出一种基于交叉耦合结构的多电机同步控制算法,并建立了电机运动控制模型,实现了多轴电机精确同步联动。仿真结果证明了该算法具有较高的同步控制精度和较强的抗干扰能力。     

基于神经网络多电机偏差耦合同步控制研究

针对多电机同步驱动系统,以四台电机为控制对象,基于智能控制技术,并结合多电机同步控制系统的非线性、时变、容易受负载扰动等特性,设计了神经网络PID控制器,提出了基于神经网络PID控制器与偏差耦合控制结构相结合的多电机同步控制策略;采用Matlab/Simulink构建系统仿真平台,对该控制策略进行仿真,结果表明:该控制算法稳定性能高,鲁棒性能好,收敛速度快,能有效的克服外部扰动和参数变化带来的同步误差,相对于传统的同步控制方案能够更好的实现多电机的同步控制.     

基于模糊PID的多类型轴同步运动控制技术研究

在大型复杂设备中,存在着大量多轴联动或同步运动驱动机构。为提高多轴同步运动精度,对常用的同步控制模型进行了研究和分析,提出了以模糊PID控制算法为核心的主-从式与耦合式相结合的控制模型,并开展了双电机轴系统、双液压轴系统以及混合轴系统的建模仿真与试验分析。结果表明该控制方法不仅能够减小多轴同步系统的同步运动误差,还能有效减小外部干扰的影响。     

基于电子虚拟总轴的舞台机械控制系统多电机同步控制

针对舞台控制系统中多个升降台因负载多变、机械间隙等因素引起的不同步问题,提出了一种基于电子虚拟总轴的同步控制方式。该方案以虚拟总轴控制模拟机械总轴的机械性,既保留了机械总轴控制方式固有的同步特性,又具有主令参考同步控制方式中各单元间完全没有耦合,任一单元的扰动不会影响其它单元运动状态的优点。实验研究表明,基于电子虚拟总轴的同步控制方法不仅具有较好的启动与同步性能,而且对外部扰动和内部参数摄动表现出良好的鲁棒性。该方案满足系统的速度和位置要求,两电机的同步误差在3mm以内。     

无轴单张纸输纸机同步控制方法

无轴输纸机要求各驱动轴之间的运动保持严格的同步, 常规的PID控制在实际运行过程中很难满足高性能调速系统的要求. 本文在常规滑模变结构算法的基础上, 采用动态滑模变结构控制策略, 解决输纸机各运动轴速度和相位的同步控制问题. 在构建的实验平台上进行仿真实验, 结果表明, 动态积分滑模变结构控制能有效实现多电机同步控制, 满足系统响应速度和控制精度的要求.     

基于GGAP-RBF神经网络逆的复杂多电机系统同步控制

针对以矢量控制工作方式的复杂多电机同步系统,以3台电机同步系统为研究对象,证明了该系统可逆,提出了基于增长和修剪的RBF(GGAP-RBF)神经网络逆的多电机同步控制方法.将RBF神经网络逆串接在三电机系统之前,组成由速度和张力子系统组成的伪线性复合系统,分别对速度和张力子系统设计闭环控制器,实现了对速度和张力的解耦控...     

多线切割机的无模型自适应交叉耦合控制

为提高硅材料切割加工的精度,在分析多线切割机钢丝线张力波动的基础上,将无模型自适应控制和交叉耦合控制相结合,提出了一种多轴同步的间接张力控制策略。无模型自适应控制提高了系统动态响应的快速性,增强了系统的鲁棒性,减小了跟踪误差,实现了准确跟踪;交叉耦合控制用于消除各轴之间的增益参数和动态参数不匹配的影响,减小了同步误差,实现了多轴同步。实验结果表明所提出的控制方案十分有效,可提高多轴同步的运动精度,减小钢丝线张力波动。     

改进型环形耦合结构的多缸比例同步控制

分析了多轴同步控制结构与算法的发展现状,针对等状态耦合控制在实际应用中的不足,提出一种基于归一化的同步比例系数分配方法,使它适用于多运动轴的比例同步控制,并在此基础上设计了改进型的环形耦合控制策略,利用李雅普诺夫函数证明了该算法的收敛性和稳定性.以某跨超声速风洞挠性壁喷管为控制对象,对其终端执行机构电动缸和控制系统进行建模仿真,结果表明:该控制策略相较虚拟主轴控制方式,具有更好的同步性能和抗干扰能力.通过进行对比实验,也证明该策略能很好地实现多轴比例同步控制,且具有更高的跟踪精度和同步精度,对相关领域具有一定的参考价值.     

A Synchronization Approach for the Minimization of Contouring Errors of CNC Machine Tools

This paper presents a synchronization control approach for the minimization of contouring errors of multi-axis CNC machine tools. The contouring errors are presented by the position synchronization errors that are defined as differential position errors between each axis and its adjacent ones. Using cross-coupling concept, a decentralized tracking controller is developed with feedback of both position and synchronization errors, formed with a combination of feedforward, feedback and a saturation control. It is proven that this controller can asymptotically stabilize both position and synchronization errors to zero. The proposed controller does not require significant use of the system dynamic models. Experiments performed on a multi-axis machine tool demonstrate improved performance especially in the contouring error minimization.     

基于控制角度的无线传感器网络时钟同步优化算法

针对无线传感器网络(WSN)时间同步过程中易受干扰,易发生通信延迟所造成的同步精度不高、收敛速度不快的问题,从控制的角度提出一种时钟同步优化算法。该算法首先建立时钟同步状态模型,然后通过现代控制理论的思想,引入中心控制策略,建立基于控制的时间同步状态模型。该控制策略是通过全局的时钟状态信息进行设计,在卡尔曼滤波最优估计前提下,使控制满足使性能指标函数最小的条件下,得到最优控制。仿真结果表明,所提出的时钟同步优化算法和无线传感器时钟同步协议(TPSN)相比,从第6步时钟同步开始,前者的同步误差逐渐比后者的同步误差小;在实现同一较高精度的同步需求时,前者需要的同步次数是后者所用的同步次数的20%左右;由时钟同步误差收敛均值的方差对比值显示,前者比后者的同步误差均方差小了两个数量级,因此所提出的时钟同步优化算法比时钟同步协议同步精度高、收敛速度快、网络通信负荷低。     

基于神经网络的多机械臂固定时间同步控制

针对动力学模型未知的多机械臂系统,提出了一种基于神经网络的固定时间终端滑模的位置同步控制器。首先结合相邻交叉耦合同步控制策略,设计固定时间终端滑模面与控制器,保证系统的跟踪误差与同步误差在固定时间内收敛,且收敛时间上界与初始状态无关。其次,设计RBF神经网络权值更新律估计系统多机械臂未知非线性动力学模型,该方法无需对系统模型参数的先验知识。利用Lyapunov函数证明系统的固定时间收敛性与稳定性。最后,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

Position synchronization of multiple motion axes with adaptive coupling control

A new control approach to position synchronization of multiple motion axes is developed, by incorporating cross-coupling technology into adaptive control architecture. The control strategy is to stabilize position tracking of each axis while synchronizing its motion with other axes’ motions so that differential position errors amongst axes converge to zero. The proposed adaptive controller and parameter estimator employ coupling control by feeding back position errors and differential position errors, and have been realized to guarantee asymptotic convergence to zero of both position and synchronization errors. Simulations conducted on a multi-axis motion control system demonstrate the effectiveness of the method.     

基于LPV观测器的永磁同步电机反推控制

针对永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)无速度传感器转速跟踪控制精度问题,提出了一种基于线性变参数(Lineeo Parameteo Varying,LPV)转速观测器的永磁同步电机反推控制方法。该方法首先根据PMSM的LPV模型,推导出电机的凸胞形顶点方程;然后利用Lyapunov稳定性理论,获得了基于线性矩阵不等式(Lineeo Matrix Inequality,LMI)的观测器设计方法,构造了PMSM的LPV观测器,实现对电机转速及定子交轴电流的重构;最后运用反推控制策略,设计电机闭环系统控制器,实现对电机转速的高精度跟踪控制。仿真结果表明,该方法相较与传统PI矢量控制,跟踪精度高、响应快、抗负载扰动强,对实现PMSM的无速度传感器高精度转速跟踪控制具有重要意义。     

基于无刷直流电机控制器设计

无刷直流电机具有运行效率高、调速性能好、结构简单、维护方便、运行可靠的优点,是电动汽车驱动系统的理想动力来源;安装在电动汽车上的驱动电机所处环境复杂,工况多变,启停频繁;然而,目前电机控制器响应速度慢、控制精度低、稳定性误差大、抗干扰力弱。为了解决这些难题,通过建立无刷直流电机的数学模型,研究电机的矢量控制算法基本原理以及实现方式,设计出了电流、转速双闭环的调速控制系统,通过引入先进的控制策略来提高控制器性能;最后,通过对无刷电机控制器进行实际测试,实验结果表明,与传统 PID 控制相比,在相同的调整频率下。本次设计的控制器具有调节时间小,调速范围广,转速波动小的优点,验证了设计的可行性。     

基于现场总线的双轴同步协调控制方法研究

在双轴同步控制技术中,一般的同步控制方法为主从式控制.主从控制方式虽然能有效控制双轴的同步误差,但是因主动轴不考虑从动轴的干扰情况,所以控制精度不是很高.文章结合现场总线的应用趋势提出了一种基于现场总线的双轴协调同步控制方法,充分利用现场总线提供的数据信息对两个同步轴分别进行误差补偿.通过双轴同步控制实验证明,该方法有效地提高了同步轴的响应速度,比主从式控制方式有更高的同步误差控制精度.