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BRAUN速度控制器D521.10M-G1/3
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所謂同步速度控制就是指按照生產(chǎn)或工藝要求的精度和穩(wěn)定性快速性,來實(shí)現(xiàn)多個(gè)傳動(dòng)軸之間的協(xié)調(diào)運(yùn)行。
同步控制方案編輯
同步控制方式是通過機(jī)械軸承來實(shí)現(xiàn)對多臺(tái)電機(jī)的聯(lián)動(dòng)控制,通過一些機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置將各個(gè)單元契合在軸承之上,當(dāng)其中某一單元的轉(zhuǎn)速改變時(shí),該單元就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的彈性扭矩,通過齒輪箱將彈性扭矩傳遞到機(jī)械總軸上,使得機(jī)械總軸的旋轉(zhuǎn)速度發(fā)生相應(yīng)的變化,這就會(huì)導(dǎo)致其他單元的速度也會(huì)隨著擾動(dòng)單元速度而變化,因此外界擾動(dòng)所引起的不同步,在機(jī)械總軸控制方式下不能很快恢復(fù)同步的運(yùn)行狀態(tài)。
同等方式(SMCA)
同等方式又稱并行方式,在這種同步控制下,根據(jù)要求分別給各個(gè)被控
對象發(fā)送控制命令,從而使各個(gè)單元能夠有著與理想一致的輸出結(jié)果。在同等控制方式中,系統(tǒng)中的每個(gè)單元分別受到控制,各個(gè)單元之間的相互作用小,系統(tǒng)的輸出穩(wěn)定,動(dòng)態(tài)性能好,當(dāng)前這種控制方案在諸多制造業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。
同等方式的控制結(jié)構(gòu)簡單,在工業(yè)控制中,采用 PID 控制器也可以達(dá)到一定的精度,但是這種方式的缺點(diǎn)也是顯而易見的,由于各電機(jī)都是屬于一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng),它們之間互不影響,所以當(dāng)其中一臺(tái)或多臺(tái)電機(jī)受到外界干擾時(shí),這些電機(jī)的轉(zhuǎn)速就會(huì)有一定的波動(dòng),而別的電機(jī)卻不會(huì)受到影響,那么這些電機(jī)之間就失去了同步的關(guān)系,雖然經(jīng)過 PID 控制器在一段時(shí)間后會(huì)恢復(fù)之間的同步關(guān)系,當(dāng)在擾動(dòng)的瞬間會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)速差較大,在一些對同步精度要求較高的場合,這種情況是不允許的。
主從式(MSA)
主從方式指在有這個(gè)多個(gè)被控對象的系統(tǒng)中,以其中一個(gè)被控
對象的輸出作為參考輸入,其他的被控對象根據(jù)參考輸入按一定的比例運(yùn)行,達(dá)到理想的輸出效果,在這種控制方式下,各個(gè)單元都能快速跟隨參考對象,有著很好的跟蹤效果,從而達(dá)到同步控制的目的 [1] 。
交叉耦合控制(CCC)
交叉耦合同步控制方法于 1980 年由美國密歇根大學(xué)Y.Koern 針
對雙軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)首先提出,用于解決多電機(jī)系統(tǒng)中由于外界因素造成的各個(gè)單元的不協(xié)調(diào)運(yùn)行問題,通過建立起系統(tǒng)中各個(gè)被控對象之間的耦合關(guān)系來實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)運(yùn)行,這種控制策略能夠根據(jù)要求完成同步反饋控制,提高了同步精度。
在交叉耦合同步控制策略下,各電機(jī)能夠根據(jù)轉(zhuǎn)速的變化通過所設(shè)計(jì)的交叉耦合算法來及時(shí)調(diào)整各電機(jī)的轉(zhuǎn)速,使各個(gè)被控單元能夠快速達(dá)到同步。交叉耦合同步控制策略已經(jīng)用于實(shí)際中,在實(shí)際的工業(yè)場合,常根據(jù)各個(gè)單元之間的速度差來建立耦合算法,通過速度的差值來建立反饋補(bǔ)償。在 1990年美國俄亥俄州立大學(xué)的 K.Srinivasan 教授曾用交叉耦合算法設(shè)計(jì)了一種控制器,控制器的參數(shù)可以通過系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)軌跡的斜率進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整,使得控制器具有很好的時(shí)變特性。
控制方案發(fā)展編輯
偏差耦合控制
偏差耦合控制是在交叉耦合控制方案上的發(fā)展,它改正了交
叉耦合控制方案中的一些缺點(diǎn)并提高了同步控制精度,偏差耦合控制的控制核心是將系統(tǒng)中的各個(gè)單元的輸出進(jìn)行比較,利用它們速度之間的同步誤差建立起補(bǔ)償反饋,
環(huán)形耦合控制
環(huán)形耦合控制是在同等方式的基礎(chǔ)上建立起各個(gè)單元之間
的速度補(bǔ)償形成的,為了使系統(tǒng)中的被控對象能夠協(xié)調(diào)與運(yùn)行,環(huán)形耦合控制策略同時(shí)考慮了被控對象的輸出與給定輸出之間的誤差關(guān)系以及相鄰單元之間的輸出誤差關(guān)系。
基于智能控制的同步控制策略
在經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論中,必須建立起被控對象的數(shù)學(xué)模型才可以對控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析,考慮到現(xiàn)實(shí)工業(yè)控制中的一些復(fù)雜的系統(tǒng),難以建立其的數(shù)學(xué)模型,難以完成在經(jīng)典控制理論下的控制器設(shè)計(jì),為了解決這類問題,人們將智能控制技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)當(dāng)中,用以解決一些復(fù)雜系統(tǒng)的控制算法設(shè)計(jì)問題。在多電機(jī)的速度同步控制系統(tǒng)中,當(dāng)前研究較多的智能控制算法有模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、自適應(yīng)控制等。
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