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所謂同步速度控制就是指按照生產或工藝要求的精度和穩定性快速性,來實現多個傳動軸之間的協調運行。
同步控制方案編輯
同步控制方式是通過機械軸承來實現對多臺電機的聯動控制,通過一些機械驅動裝置將各個單元契合在軸承之上,當其中某一單元的轉速改變時,該單元就會產生相應的彈性扭矩,通過齒輪箱將彈性扭矩傳遞到機械總軸上,使得機械總軸的旋轉速度發生相應的變化,這就會導致其他單元的速度也會隨著擾動單元速度而變化,因此外界擾動所引起的不同步,在機械總軸控制方式下不能很快恢復同步的運行狀態。
同等方式(SMCA)
同等方式又稱并行方式,在這種同步控制下,根據要求分別給各個被控
對象發送控制命令,從而使各個單元能夠有著與理想一致的輸出結果。在同等控制方式中,系統中的每個單元分別受到控制,各個單元之間的相互作用小,系統的輸出穩定,動態性能好,當前這種控制方案在諸多制造業中得到廣泛的應用。
同等方式的控制結構簡單,在工業控制中,采用 PID 控制器也可以達到一定的精度,但是這種方式的缺點也是顯而易見的,由于各電機都是屬于一個獨立的系統,它們之間互不影響,所以當其中一臺或多臺電機受到外界干擾時,這些電機的轉速就會有一定的波動,而別的電機卻不會受到影響,那么這些電機之間就失去了同步的關系,雖然經過 PID 控制器在一段時間后會恢復之間的同步關系,當在擾動的瞬間會導致轉速差較大,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多個被控對象的系統中,以其中一個被控
對象的輸出作為參考輸入,其他的被控對象根據參考輸入按一定的比例運行,達到理想的輸出效果,在這種控制方式下,各個單元都能快速跟隨參考對象,有著很好的跟蹤效果,從而達到同步控制的目的 [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Y.Koern 針
對雙軸運動平臺首先提出,用于解決多電機系統中由于外界因素造成的各個單元的不協調運行問題,通過建立起系統中各個被控對象之間的耦合關系來實現協調運行,這種控制策略能夠根據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,各電機能夠根據轉速的變化通過所設計的交叉耦合算法來及時調整各電機的轉速,使各個被控單元能夠快速達到同步。交叉耦合同步控制策略已經用于實際中,在實際的工業場合,常根據各個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償。在 1990年美國俄亥俄州立大學的 K.Srinivasan 教授曾用交叉耦合算法設計了一種控制器,控制器的參數可以通過系統運動軌跡的斜率進行實時調整,使得控制器具有很好的時變特性。
控制方案發展編輯
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展,它改正了交
叉耦合控制方案中的一些缺點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中的各個單元的輸出進行比較,利用它們速度之間的同步誤差建立起補償反饋,
環形耦合控制
環形耦合控制是在同等方式的基礎上建立起各個單元之間
的速度補償形成的,為了使系統中的被控對象能夠協調與運行,環形耦合控制策略同時考慮了被控對象的輸出與給定輸出之間的誤差關系以及相鄰單元之間的輸出誤差關系。
基于智能控制的同步控制策略
在經典控制理論和現代控制理論中,必須建立起被控對象的數學模型才可以對控制系統進行設計和分析,考慮到現實工業控制中的一些復雜的系統,難以建立其的數學模型,難以完成在經典控制理論下的控制器設計,為了解決這類問題,人們將智能控制技術應用于實際系統的控制器設計當中,用以解決一些復雜系統的控制算法設計問題。在多電機的速度同步控制系統中,當前研究較多的智能控制算法有模糊控制、神經網絡控制、自適應控制等。
詞條圖冊
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