定量反馈控制（精选7篇）
定量反馈控制 篇1
摘要：以电液伺服三轴仪伺服轴向力的伺服系统为研究对象,采用定量反馈理论(QFT)设计的鲁棒控制器进行控制其设计,并利用AMESim软件建立液压系统的动态数学模型,代替传统的传递函数所建立模型的进行联合仿真。研究表明,QFT控制器可以有效抑制参数扰动,如弹性负载刚度变化、油液有效体积弹性模数变化,系统摩擦力变化。工程上易于实现,可以有效地改善伺服三轴仪的控制性能。
关键词：定量反馈理论,电液力伺服系统,三轴仪
0 引言
三轴仪是用于测定土的强度、应力应变性能和其他力学性能的实验装置[1],它是研究土的强度和本构特性极其重要的设备。伺服加载系统是伺服三轴仪的核心部分,实现力或位移的静态、动态加载,其液压控制系统的性能直接决定着伺服三轴仪的整体工作性能。电液伺服系统由于具有响应速度快、输出压力大、信号处理灵活、易于实现各种参量的反馈等优点而在实验设备、航天工业获得广泛应用。但由于液压伺服系统的参数时变、非线性及系统动力学的不确定性,其中负载变化与低速摩擦导致系统的参数不确定性最为明显,依靠常规PID控制[2]难以取得较好的控制效果。基于定量反馈理论(QFT)的控制方法,为解决此类控制问题提供了一个较完美的答案。定量反馈理论(quantitative feedback theory,QFT)是以色列学者Issac Horowitz提出的,是一种针对不确定的被控对象,在频域内进行鲁棒控制设计的方法。QFT控制器[3]在设计的过程中,将参数的摄动与鲁棒性能要求统统考虑在内,因此控制系统具有较好的鲁棒性能。
1 电液伺服加载系统工作原理与理论分析
伺服三轴仪加载系统[4]的工作原理如图1所示,液压伺服加载系统主要由液压油源(液压站)、伺服放大器、伺服阀、对称伺服液压缸、高精度拉压传感器、高精度位移传感器、高速AD/DA卡和计算机组成。控制系统流程为:期望值(位移、力)是输入量,实际值(位移、力)是输出量。在外界干扰下,由传感器测得实际(位移、力)信号,经A/D转换后输入下位机,在下位机中与输入期望值(位移、力),相比较得到误差值。经控制算法产生控制指令,然后再由D/A转换成输出给伺服阀的比例放大器,控制伺服阀阀芯的开口大小。由此控制液压油进入对称液压缸的进给油量,推动活塞和活塞杆的移动,以达到控制液压缸活塞杆的期望(位移、力)目标。因此在过程控制中,用误差信号作为控制量控制电液伺服阀的开口大小。
1.1 系统数学模型的建立
偏差电压信号:
式中:Kf为力传感器增益;ui为指令电压。
伺服放大器动态响应:
式中:Ka为伺服放大增益。
滑阀线性化流量方程可表示为:
式中:Kq为阀的流量增益;Kc为阀的流量压力系数;xv为阀芯位移;pL为负载压降。
流量连续方程为:
式中:Ap为液压缸的有效作用面积;xt为活塞杆位移;Csl为液压缸总的泄露系数;Vt为液压缸的有效容积;βe为液压油的弹性模量。
不考虑摩擦和重力影响力平衡方程:
式中:mt为等效到活塞杆上的质量;Bt为液压缸油液粘性阻尼系数;K为负载刚度。
电液伺服阀视为比例环节,将式(1)-式(5)作拉氏变换并消去中间变量,得系统的开环传递函数为:
式中:Kce=Kc+Csl。
该数学模型描述的系统为非线性系统,在工作过程中摩擦力变化范围较大,负载刚度和油源压力等参数存在摄动,因此采用精确反馈线性化对系统模型的准确性和参数确定性要求比较苛刻,难以实现。考虑上述因素,采用定量反馈理论设计[5]是合理的选择。
2 应用QFT进行鲁棒控制器设计
采用定量反馈理论进行控制器设计,建立系统的控制结构为如图2所示的二自由度控制结构。QFT的中心思想是把控制系统的稳定性、抗干扰性,跟踪性能等要求用定量的方式转化为Niclos图上的控制器边界曲线,得到控制器的约束条件,进而从满足条件的控制器集合中选出合适的控制器。
2.1 参数不确定集及系统模板的建立
根据实际试验需求测得试件的质量mt∈[210](国际标准单位略,下同)试件弹性刚度K∈[5×10527×105];液压油的弹性模量βe∈[7×1081.4×109];系统摩擦力f∈[213 569.3]上随假定油源压力稳定,但设计控制时要考虑油源压力波动Ps∈[9.975×10611.025×106]。
2.2 指标的要求和求取边界
1)系统的鲁棒稳定性。实现系统的鲁棒控制,首先保证有一定的稳定裕量,用闭环的频域响应最大幅值Mp来保证系统的鲁棒稳定性。本系统保证最小幅值裕度为3 d B。
2)跟踪特性要求。欲保证系统的跟踪性能,需满足:
跟踪边界保证了闭环系统阶跃响应的超调量不超过2%,调整时间<1.5 s。
3)抗干扰性能。保证系统的抗干扰性能需满足:
2.3 根据复合边界设计系统
选取一组频率点w=[0.01 0.05 0.1 0.5 1.5 5 10 50100]rad/s,在频率的每一点处对系统不确定性模型进行计算并绘制对象模板。然后根据稳定性要求绘制出鲁棒稳定边界、鲁棒跟踪边界、抗干扰边界和所形成的复合边界曲线。
综合考虑系统的各项性能要求,反复进行设计和验证比较,求得控制器和前置滤波器为:
3 控制系统仿真分析
3.1 基于Matlab/Simulink的控制系统仿真
为验证所设计的控制器和前置滤波器是否达到了预期设计标准,现对系统进行仿真分析。图4为系统在指令输入为20 k N和40 k N时闭环阶跃响应曲线(满量程为50 k N)。可以看出2种条件下的阶跃响应曲线都满足超调量<2%,调整时间<1.5 s
图5为指令输入不变,试件刚度发生变化时闭环系统的阶跃响应曲线。可以看出,试件刚度变化时,闭环响应曲线仍然落在定义的上下跟踪边界曲线内。
然而系统仿真仍以准确的数学模型为前提进行的,仿真结果没有体现控制器对液压元件的本身死区非线性与油源波动等扰动因素的抑制作用,且储能器的作用被忽略。如果直接把储能器的传递函数加入,则传递方程会非常复杂,系统仿真非常缓慢。所以有必要采用AMESim中较为精确的液压元件模型与Simulink联合仿真对系统进行仿真分析。
3.2 系统联合仿真分析
AMESim[6]是当今领先的高级工程系统建模仿真软件,为流体(液压及气体)、机械、电磁、控制等工程系统提供一个比较完善的综合仿真环境及灵活的解决方案。为更真实地反映电液伺服系统的工作环境,避免数学模型中的一些简化误差,液压系统模型如图6所示。
液压缸采用聚四氟乙烯密封,摩擦系数为1.18;系统采用恒压变量泵,泵出口有5%的压力波动。图7、图8为系统加入干扰后,指令输入20 k N和40 k N时闭环阶跃响应曲线和多步加载力响应曲线。可以看出系统有效对压力波动和摩擦力有较好地抑制效果。
4 结语
QFT最突出的一个特点就是从对象的量化不确定性出发,设计过程中将这种不确定性因素贯穿于边界曲线的确定中,因此设计出的控制器具有很强的鲁棒性。仿真实验表明,用联合仿真的方法,可以更方便、直观、准确地对电液伺服系统进行动态仿真与校正;QFT控制器具有很好的控制效果,能够在模型难以精确建立和控制对象参数经常变动的领域得到应用。
参考文献
[1]张季如,朱瑞赓.静三轴仪改制伺服控制周期三轴试验系统的实践[J].岩土工程学报,2002(06):787-789.
[2]Kiam H A,Chong G,Yun L.PID control system analysis,design,and technology[J].Control Systems Technology,IEEE Transactions on.2005,13(4):559-576.
[3]Ahn K K,Dinh Q T.Self-tuning of quantitative feedback theory for force control of an electro-hydraulic test machine[J].CONTROL ENGINEERING PRACTICE.2009,17(11):1291-1306.
[4]桑勇,邵龙潭.“动静三轴试验仪”伺服加载系统研究[J].大连理工大学学报,2010(02):202-207.
[5]王燕山,王益群.基于QFT的电液力伺服系统的鲁棒控制[J].中国机械工程,2003(09):17-19.
[6]付永领.AMESIM系统建模和仿真:从入门到精通[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.
燃油定量加注过程的变频控制 篇2
现有燃油加油机的常规加油方式包括定量加油和非定量加油两种。在定量加油模式下,当预置加油结束时,即在电动机立即停转的瞬间,由于随着油枪排油速度的不同,电动机的负载也不同。因此,电动机会出现不同程度的冲转现象,液压系统的油液也因惯性而不能立即由运动变为静止,故实际加油量比预置量要超过0.01～0.4L左右。这种多给油现象叫做“过冲”,超过预置数的油量叫做“过冲量”。目前,普通加油机的液压控制系统全部采用电磁阀来减少“过冲”对加油机准确度的影响。
国家标准[1]规定在加油机测量变换器的进口或出口处必须安装电磁阀。普通加油机的液压控制系统中的电磁阀采用双阀结构,即有一个大流量阀(主阀)和一个小流量阀(副阀)。其工作原理[2]为:在定量加油开始时,电磁阀全部通电打开,即电磁阀的主阀和副阀均打开,当加油量剩下0.3L的时候,加油机的控制主板发出控制信号,关断主阀,加油机通过副阀继续加油到预置量,此时加油机控制主板再发出控制信号关断副阀,同时电机立即停转,从而大大减小了加油机停机前的“过冲量”。
双流量电磁阀虽然减小了加油时的“过冲量”,提高了加油的准确度,但是却也同时增加了管路的压降,增大了能耗,大阀关闭过程产生的水击[3],可能会导致液压元件和管路的损坏。在主阀关闭后,只用副阀来加满最后0.3L油的过程中,此时加油流量可能会小于流量计的最小被测量,从而导致计量精度的降低。
鉴于上述原因,本文开发出代替电磁阀的新方法,既能解决定量加油过程中的“过冲”问题,保证加油精度;又能减少加油过程中的管路阻力,避免水击现象的发生。
1 基于变频技术的新方法
针对上述加油过程中存在的不足,我们提出一种能防止燃油加油机定量加油过程“过冲”的新方法,即在采用变频技术的燃油加油机液压控制系统的基础上,将液压系统中的电磁阀去掉,以简化液压系统的结构,降低整机成本,通过使用定量加油的新控制方法,使去掉了电磁阀的加油机在定量加油控制方面能达到更好的效果。采用变频技术,并将电磁阀去掉之后的变频控制流程图如图1所示。
开始加油时,加油员在控制主板的面板上设定好加油升数,比如50L,然后提起油枪,此时控制主板发出信号给变频器,控制电机拖动容积泵以转速2运转。当加油量到达49.7L,即当加油量还剩0.3L时,控制主板发出一个信号给变频器控制电机降速,以一个相对较低的速度(转速1)运转来加完剩下的0.3L油。当加油值达到设定的加油量时,控制主板发出信号给变频器控制电机停止转动,接着加油员将油枪挂到加油机上关闭开关,加油过程完成。由于加油机“过冲量”的大小与加油完毕前油液的流速成正比,应用变频技术的加油机是以一个相对较低的速度运转来加完剩下的0.3L油的,此时“过冲量”可以忽略不计。于是基于变频技术的新方法可以很好解决加油机定量加油过程中的“过冲”问题。
2 变频控制加油过冲量理论分析
在变频模式下取消电磁阀后,对加油机的“过冲量”进行理论上的估算。理论模型如下:
电机停转后,电机和泵的惯性能被摩擦阻力和液压阻力所消耗:
其中,为泵转子的转动惯量,为泵的角速度,为管道压力,为流量,为时间,即为“过冲量”。由于整个过程中摩擦阻力很小,我们将摩擦阻力忽略不计。根据条件有:
其中为转子质量,为转子半径。在整个停转过程中、为随时间变化的量,为简化计算我们假设为恒定值,即为停转时刻的压力。在5 0 L定量加油时,,将已知量带入(1)、式(2)有:式
于是可以得出估算出的“过冲量”百分比:
从计算结果可以看出,新方法的加油“过冲量”理论估计值远远小于国家标准规定加油精度的±0.3%,可见基于变频技术新方法下的“过冲量”对加油精度的影响微乎极微。
3 变频模式下定量加油精度实验验证
虽然基于变频技术新方法下的“过冲量”对加油精度的影响很小,但是对于新方法整体加油精度是否达到国家标准规定的要求,还需要进行实验上的验证。
实验时,对加油机采用定量加油的方法,如定量加油50L,将油加到一个量桶中,记录其液面高度和油液的温度。然后采用公式(5)、(6)、(7)算出加油的相对误差,即加油精度值。
其中,A0、V1、V0都是标准量器的一些参数,当定量加油50L时,A0=3 m L/m m,V1=V50=100.26mm,V0=VJ=50L,H为量器液位刻度,VB为标准量器示值(不计温度),VB1为标准量器示值(考虑温度),T为量器内温度,EV为加油体积相对误差(即加油精度)。测量结果如表1所示。
由表1我们可以看出,去掉电磁阀的变频燃油加油机,在频率为22～36赫兹时,加油精度仍然达到国家标准,即加油相对误差均在±0.3%之间,并且达到了相当好的精度水平。
4 基于变频技术新方法的优点
图2为变频新方法和传统方法在定量加油过程中实时测量的管道压力曲线。从图中可以看出,基于变频技术的新方法,不仅能在去掉电磁阀后,解决定量加油的“过冲”问题,而且与传统加油机相比,具有如下优点。
1)加油过程中当加油量剩下设定的提前量(0.3L)时由于液压系统中没有电磁阀,也就没有了因电磁阀关闭而引起的加油管路横截面积的突然变化,虽然加油流速也是突然变小,但却是由于电机的频率降低使进油量减少造成的,因而水击效应得到了很好的改善。从图2中可以看出,使用变频方法的管道压力波动明显减小。
2)由于液压系统去掉了电磁阀,大大简化了液压系统的内部结构,降低了加油机的成本,同时也减小了管路的压降,达到了节能的效果,从图2中可以看到,使用变频技术的管道压阻整体小于使用电磁阀的管道压阻。
3)由于采用了变频技术,使得加油机在加最后的提前量时的流量变得可控。因为引进变频技术后,加油流量由电机转速控制,而电机转速又由变频器输出频率控制,因此我们可以通过改变变频器的输出频率,来控制电机转速,进而调节加油的流量,使流量可控。
5 结论
理论和实验表明,基于变频技术的新方法,不仅能解决加油机定量加油过程中出现的“过冲”问题,而且能减小管路的压降,避免引进电磁阀后出现的“水击”效应。同时基于变频技术的新方法也能够将加油精度控制在国家标准规定的范围内。这说明新方法能够更好的代替现有的电磁阀结构,使加油机在能源使用率和加油精度方面得到大大的提高。
摘要：本文针对现有加油机在定量加油模式下的不足,提出基于变频技术的新方法,用以代替现有的电磁阀结构。理论和实验的研究结果表明:基于变频技术的新方法不仅能代替电磁阀解决定量加油的“过冲”问题,而且能减小管路的压降,同时保证加油精度在国家标准规定的范围内。
关键词：加油机,定量,电磁阀,过冲,变频
参考文献
[1]GB/T9081-2001,hha机动车燃油加油机[S].
[2]吕凤彬.加油机电磁阀的重要作用[J].中国计量,2004,(02):58.
模板安装施工质量的定量控制分析 篇3
关键词：模板安装,质量,定量
1 引言
工程质量控制是一项十分复杂而艰巨的工作, 尽管国内外关于质量控制的理论十分丰富, 但是这些理论对于一般的产品和服务比较有用, 而用于建筑工程这类特殊的产品比较难以实施。其主要原因是对于一般的产品和服务而言, 生产者相对固定, 产品和服务是流动的。而对于建筑工程而言, 它恰恰相反, 产品是固定的, 而生产者是流动的。所以, 研究建筑工程的质量控制不能照搬理论, 应该结合实际考虑。另外, 工程质量控制不是某种方法就能起到作用, 而是要运用多手段多方法。本文认为实施全过程质量控制, 企业建立质量管理体系是十分必要的。
质量控制不能停留在定性判断和分析上面, 可以采用数据化和数据分析的形式进行定量分析。由于数据具有很好的准确度, 又能进行运算和处理, 所以在质量控制中很有发掘潜力。数据化的前提是必须将规范标准和合同约定细化和量化。质量点的控制通过数据化的表达, 是工程管理信息化的前提。可以利用计算机处理复杂数据和分析复杂数据, 提高管理效益。工程质量信息数据信息化提高了数据的存储、调取和分析, 很有现实意义。首先可以实现计算机计算和处理数据, 提高工作效率。其次, 信息化为行政主管部门的监管提供便利。最后, 信息化为日后房屋的管理提供了丰富的数据资料。
2 模板安装施工质量控制点的标准
根据《混凝土结构工程施工质量验收标准》, 得到模板安装施工质量点主控项目和一般项目的检验标准。在工程实践中, 可以在此标准基础上结合施工合同和项目具体情况进行调整。原则上调整只能高于此标准, 不能低于此标准。对于主控项目要求合格率达100%, 对于一般项目合格率要求大于80%。模板安装施工质量点主控项目检验标准如表1所示。模板安装施工质量点一般项目检验标准如表2所示。
3 模板安装施工质量控制点的数据化
根据表1和表2的模板安装质量控制点标准进行细化, 安装要求的高低分为“优”、“良”、“中”、“差”4个标准。并且对每个标准进行赋值, “优”为4分, “良”为3分, “中”为2分, “差”为1分。其具体情况如表3所示, 其标准可以根据施工合同和具体情况进行调整。
质量评价人员对工程的实际情况, 采取必要的检测手段, 通过检测一定的数量, 对每项作出评判, 给该项赋值。每个质量评价人员必须要独立作出判断。当我们拿到5个质量评价人员的报告时, 如发现某项评分差异较大, 如某项质量评价出现有人认定为“差”, 有人认定为“优”, 此时需要进行会商, 看是否存在评判错误还是对评判标准的误读, 并对结果进行修正。
4 模板安装施工质量控制点的数据分析
将5个质量评价员的评价结果按如下步骤进行数据分析。
1) 确定模板安装施工质量控制点的指标评价体系
其体系如图1所示, 共分为5个一级项目, 23个二级项目。
2) 确定评价指标的权重
评价指标Xi (i=1, 2, 3, 4, 5) 的权重向量为:A= (a1, a2, a3, a4, a5) ;
评价指标X1 j (j=1, 2, 3) 的权重向量为:A1= (a11, a12, a13) ;
评价指标X2 j (i=1, 2, 3, 4) 的权重向量为:A2= (a21, a22, a23, a24) ;
评价指标X3 j (i=1, 2) 的权重向量为:A3= (a31, a32) ;
评价指标X4j (i=1, 2, 3, 4, 5, 6) 的权重向量为:A4= (a41, a42, a43, a44, a45, a46) ;
评价指标X5 j (i=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) 的权重向量为:A5= (a51, a52, a53, a54, a55, a56, a57, a58) 。
3) 得到样本矩阵DP
根据5个质量评价员得出的分值建立样本矩阵, dpijk表示质量第k个评价员对质量点P进行的指标Xij的评分赋值。
4) 确定评价灰类
取g=4, e=1, 2, 3, 4, 即“优、良、中、差”四个等级, 其所相应的灰数白化函数为:
第一灰类“优” (e=1) , 设定灰数, 白化函数f1, 如图2所示。第二灰类“良” (e=2) , 设定灰数, 白化函数f2, 如图3所示。第三灰类“中” (e=3) , 设定灰数, 白化函数f3, 如图4所示。第四灰类“差” (e=4) , 设定灰数, 白化函数f4, 如图5所示。
5) 计算灰色评价系数
对于评价对象质量点P的评价指标Xi j, 第e个评价灰类的评价系数ypije有:
对于评价对象质量点P的评价指标Xij的总灰色评价系数为:
6) 计算灰色评价的权向量和权矩阵
对于评价对象质量点P的评价指标, 对其主张的第e个评价灰类的灰色评价权重rPije有:
可得对于评价对象质量点P的评价指标Xij, 对于各灰类的灰色评价权向量为:
评价指标Xij对于各灰类的灰色评价权向量构成Xi各评价灰类的灰色评价权矩阵为:
7) 计算矩阵合成评价
二级矩阵合成评价计算得到结果B1, B2, B3, B4, B5分别是:
可得质量控制点P1的质量评分总灰色评价矩阵如下:
再进行一级矩阵合成评价计算得到综合评价结果BP:
8) 计算综合评分
设定各评价灰类等级值向量为:
则质量评价员对工程质量控制点P的综合评价值为:
5 数据分析结果的处理和运用
1) 定期检测, 对比数据, 可以了解每个质量控制点的质量控制水平。数据的高低也反映出质量控制管理的实际效果。持续性的改进工作, 消除工作中影响质量的因素, 可以使得此质量点的得分数值长期处于一个高位。
2) 分析数值可以找出造成分值低的项目, 这些项目将是建筑企业需要努力改进的地方。企业应该找出原因, 有针对性地提出解决措施。
3) 当数据处于高位而且在稳定的状态下, 建筑企业如果想有更高的质量追求, 可以调高赋值标准, 或者调整各项的权重。
4) 根据获得的数据可以对参与此质量点的人员薪酬进行质量绩效管理。
5) 如果评分过程中, 由符合资质要求的中介机构如前文所提到的工程咨询机构来负责, 再按照统一标准进行评判, 其评判结果具有横向可比性, 我们可以得出几个不同项目的综合评价值并进行排名。行政管理部门可以据此评选出优秀质量奖获得者。例如某地区10大项目此项质量点综合评价值排名:W7P 1, W2P 1, W6P 1, W3P 1, W10P 1, W9P 1, W6P 1, W1P 1, W8P 1, W4P 1。我们取前30%, 即排在前面的W7P 1, W2P 1, W6P 1为质量优秀, 对7号、2号和6号企业进行表彰, 表明这3家企业的此项质量控制水平在该地区比较有优势。我们取后20%, 即排在后面的W8P 1, W4P 1为质量差, 对8号和4号企业进行警告或处罚, 表明这两家企业的此项质量控制水平在该地区处于劣势地位, 应予以改进。同时也可以号召企业去水平较高的7号企业观摩和学习。
参考文献
[1]冯斯洋.工程项目质量管理[J].广东建材, 2009 (1) :118-120.
[2]段传斌.浅谈工程项目管理质量控制[J].广东科技, 2007 (3) :288-289.
[3]李春阳, 肖家棋.工程项目质量管理浅见[J].中国高新技术企业, 2008 (20) :210.
[4]陈浩林.浅谈施工技术、工程质量管理[J].广西质量监督导报, 2008 (7) :40-42.
[5]刘德强, 黄金, 张晓波.浅议工程项目质量管理[J].黑龙江科技信息, 2009 (3) :226.
网络控制系统动态输出反馈控制 篇4
网络控制系统由于具有安装维护简单、高可靠性等优点, 在过去几十年的到了广泛的关注。然而, 将网络引入控制系统中将会带来诸如:丢包、时延等挑战, 这些负面影响将会严重影响系统性能, 因此研究具有丢包和时延的网络控制系统具有重要的意义。
现有文献大都针对具有丢包和时延的网络控制系统状态输出反馈进行了研究[1,2,3,4,5,6]。然而, 在现实世界中, 系统的状态并不是都能量测的。通过采用动态输出反馈控制, 可以获得受控系统的状态。由于动态输出反馈控制器较状态反馈控制具有一般新, 因此受到广泛的关注[7,8,9]。文献[10]研究了具有时变时延的不确定随机系统的全维动态输出反馈控制问题。针对连续时间和离散时间两种切换线性系统, 文献[11]研究了相应的动态输出反馈H∞控制问题。
基于现有文献分析, 对传感器到控制器信道存在时延和丢包, 控制器到执行器信道存在时延的连续时间网络控制系统, 考虑量测输出的非均匀分布特性并引入线性估计方法估计量测输出, 该文研究了相应的动态输出反馈控制器设计问题。
2 问题描述
考虑如下连续时间动态输出反馈网络控制系统
其中, x (t) ∈Rn, u (t) ∈Rp, y (t) ∈Rq, z (t) ∈Rm和ω (t) ∈Rr分别为状态向量、控制输入、量测输出、被控输出和外部扰动, 且ω (t) ∈L2[t0, ∞) ;A, B1, B2, C1, C2, D为具有适当维数的已知定常矩阵。
动态输出反馈控制器为
其中, xc (t) ∈Rn为控制器状态向量, Ac, Bc, Cc为待求实矩阵。
对t∈[tk+τk, tk+1+τk+1) , 针对传感器到控制器信道存在时延和丢包, 控制器到执行器信道存在时延的连续时间网络控制系统, 考虑量测输出到达时刻的非均匀分布特性, 同时引入基于线性估计的量测输出估计方法, 我们可以建立如下增广闭环系统
其中
其中
3 动态输出反馈控制器设计
考虑传感器到控制器信道上的时延和丢包, 控制器到执行器信道上的时延, 本小节给出了闭环系统 (4) 的动态输出反馈控制器的设计问题。
定理给定的正标量ε1, ε2, h, δ, τm, τM, γ, 及标量λˉ∈[0, 1], 若存在对称正定矩阵X, Y, 及矩阵Â, B̂, Ĉ, 使得如下矩阵不等式成立
其中
则 (4) 所示的闭环系统为均方渐近稳定, 且有H∞范数界γ。动态输出反馈控制器 (2) 的参数为
其中S和W为非奇异矩阵且满足SWT=I-XY。
4 数值例子
考虑如下开环不稳定网络控制系统
假定τm=0.05, τM=0.05, h=0.1, ε1=2, ε2=0.6, δ=2, , 相应地, 我们可以得到η=0.55。应用定理给出的控制器设计方法, 可得到系统 (4) 的H∞范数界γ=0.8122。同时, 我们还可得到动态输出反馈控制器增益为
假定系统 (4) 的初始状态为ξ0=[0.2-0.2-0.5 0.3]T, 外部扰动为
传感器到控制器信道上的区间时变时延d (t) 及控制器到执行器信道上的区间时变时延τ (t) 的曲线分别如图1和图2所示。系统的状态响应曲线和被控输出曲线如图3所示, 由图3我们不难验证本文所提出的动态输出反馈控制器设计方法的有效性。
5 结论
针对传感器到控制器信道存在时延和丢包, 控制器到执行器信道存在时延的网络控制系统, 考虑量测输出到达时刻的非均匀分布特性, 并引入线性估计方法, 建立了基于动态输出反馈控制的网络控制系统模型。基于该系统模型, 给出了动态输出反馈控制器设计方法。通过数值例子验证了本文提出方法的有效性。
摘要：考虑传感器到控制器信道上的丢包和时延以及控制器到执行器信道上的时延, 该文研究了连续时间网络控制系统动态输出反馈控制问题。通过考虑量测输出到达时刻的非均匀分布特性并引入线性估计方法估计量测输出, 建立了新的网络控制系统模型。基于新建模型, 给出了动态输出反馈控制器设计准则。最后通过数值例子验证了该文提出了控制器设计方法的有效性。
关键词：网络控制系统,动态输出反馈,线性估计方法,丢包,时延
参考文献
[1]Z.Mao, B.Jiang, and P.Shi.H1 fault detection filter design for networked control systems modelled by discrete Markovian jump sys tems[J].IET Control Theory Applications, 2007, 1 (5) :1336-1343.
[2]A.Onat, T.Naskali, E.Parlakay, and O.Mutluer.Control over imperfect networks:model-based predictive networked control systems[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2011, 58 (3) :905-913.
[3]Y.-B.Zhao, J.Kim, and G.-P.Liu.Error bounded sensing for packetbased networked control systems[J].IEEE Transactions on Indus trial Electronics, 2011, 58 (5) :1980-1989.
[4]D.E.Quevedo and D.Něsic′.Input-to-state stability of packetized predictive control over unreliable networks affected by packet-drop outs[J].IEEE Transactions on Automatic Control, 2011, 56 (2) :370-375.
[5]Y.-L.Wang and G.-H.Yang.H∞control of networked control systems with time delay and packet disordering[J].IET Control Theory Applications, 2007, 1 (5) :1344-1354.
[6]J.Xiong and J.Lam.Stabilization of networked control systems with a logic ZOH[J].IEEE Transactions on Automatic Control, 2009, 54 (2) :358-363.
[7]X.-M.Zhang, Q.-L.Han, D.Han.Effects of small time-delays on dynamic output feedback control of offshore shteel jacket structures[J].Journal of Sound and Vibration, 2011, 330 (16) :3883-3900.
[8]B.Du, J.Lam, and Z.Shu.Stabilization for state/input delay systems via static and integral output feedback[J].Automatica, 2010, 46 (12) :2000-2007.
[9]G.-H.Yang and J.Dong.Switching fuzzy dynamic output feedback H∞control for nonlinear systems[J].IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics-Part B:Cybernetics, 2010, 40 (2) :505-516.
[10]S.Xu, T.Chen.H1output feedback control for uncertain stochastic systems with time-varying delays[J].Autoumatica, 2004, 40:2091-2098.
定量反馈控制 篇5
1 工作原理
SPF粉体定量喂料系统组成见图1。
粉体由进料口进入称重仓, 通过传感器检测来稳定仓的料位, 从而得到稳流的作用。粉体经稳流后再由FR喂料机均匀稳定地喂入RWF转子秤。进入RWF转子秤的粉体由转子从进料口带至出料口并喂入下级设备。特殊设计的结构使得荷重传感器能精确地测出RWF圆盘体中粉体的重量, 并由SPU信号处理单元将现场弱信号 (如转子中粉体物料的负荷、称重仓内物料的负荷等) 进行采集、放大、转换, 然后传输至PLC的模拟输入口中。系统通过磁电式开关检测转子秤的速度信号, 并送入CPU214的高速计数口计数, 经控制系统处理运算得到粉体的实际流量, 通过调节转子秤的转速, 实现粉体定量给料。FR喂料机的转速跟踪RWF转子的转速, 实现同步调节, 保证系统稳定、准确运行。
2 出现的问题及处理
2.1 显示流量明显少于实际流量, 喂料量不稳定
观察后, 发现传感器并没损坏。由于转子秤是圆柱形, 内有分隔下料仓, 仓内承载物料计量, 当不是下料那一侧秤板上有物体时, 额定荷重检测减小, 转子秤提速, 实际物料量明显增大;当下料侧秤板有物体时, 转子秤速度减小, 这时实际下料量就小于给定量。所以秤体上要严禁堆放工具以及杂物, 要保持秤板干净, 不准踩踏, 这样不但使流量稳定, 也对称重传感器起到保护作用。
2.2 煤粉输送系统不稳定
由于喂煤系统属于老系统改造, 尾煤的罗茨风机流量是27.8m3/min, 风管的内径为Φ168mm, 风速是18.5m/s, 总发生煤粉沉降现象, 严重影响煤粉的输送, 入预热器的煤粉出现一股一股的不稳状态, 火焰拉不起来。启用备用罗茨风机, 其流量是32.5m3/min, 在相同的风管内径的情况下, 风速达到21.5m/s, 刚好达到厂家要求 (20~30m/s) , 减小了风机电流和风压的波动, 为预热器的工况稳定提供了保障。
2.3 系统卡堵问题
转子秤的荷重快速减小, 喂料机有时候下料不畅通。
经检查, 煤粉计量控制系统未出现异常, 通过变频过流保护动作, 判断为喂料机发生卡料现象, 立刻通知有关操作人员把喂料机闸板关闭, 并停止喂料机的运行, 手盘喂料机电动机轴, 打开喂料机上的清物口清除异物, 恢复正常。有一次该系统侧收尘管道堵塞, 气料交换不畅, 造成转子秤正压。于是我们对收尘管道改造, 加粗管道内径, 减少弯头, 下放蝶阀, 这样就可以定时对收尘管道清理沉淀煤粉, 保证了系统的微负压状态。系统改造后, 下煤情况良好。冬季煤粉潮湿, 这对SPF粉体定量喂料控制系统影响也很大, 因为水分在2%以下的煤粉在喂料机内才会下料顺畅。同时, 要求中控操作人员要保证煤粉仓最低仓存煤在50%以上, 这样也可增强下煤的稳定性。
2.4 实物显示和计量数不符
观察后, 发现传感器上的链条被岗位工人调整过, 对系统精度产生严重影响。在定检时, 对转子秤进行重新标定, 开车后恢复正常。
3 结束语
定量反馈控制 篇6
关键词：定量装车,快速装车,控制系统,控制策略,自动给料
0 引言
随着煤炭开采技术的不断提高以及年产量500万t大型矿井的不断涌现[1],煤矿企业对铁路装卸点的效率和占用机车车皮的时间提出了更高的要求。传统的基于轨道衡的计量方式[2]和基于人工或单片机顺序控制的控制手段已不能满足矿井快速精确装车的需求。鉴此,本文介绍一种铁路快速定量装车站控制系统的设计方案。快速定量装车站控制系统采用PLC技术、数字化仪表技术、高精度称量技术、现场总线技术及适应性控制策略,极大地提高了装车自动化程度。
1 快速定量装车站的组成和工艺流程
快速定量装车站主要由大型钢结构、装车机械设备、称重系统、液压系统、控制系统、软件系统等组成[3]。以下为装车工艺流程。
(1) 待装列车到站后,首先确定待装品种,启动初始静态计算软件,确定开启给煤机的台数及给煤量,启动输煤系统,所需煤种经输送带、过渡溜槽等运输后卸至装车站内的缓冲仓(容量为300 t),同时启动动态优化计算软件,根据缓冲仓煤位、列车装车情况及煤种自动调节变频给煤机,控制给煤量,形成闭环控制系统。
(2) 待缓冲仓煤位达到一定值后,开启缓冲仓下面的配料平板闸门,将煤放至定量仓中,定量仓内的称重传感器实时测量煤炭重量。当煤炭重量达到预定值时,关闭缓冲仓配料平板闸门,实现静态精确称重。
(3) 待车厢到位后,通过定量仓下的摆动式装车溜槽将首次定量的物料装入第一节车厢,溜槽的唇部自动将煤刮平,最终使煤成梯形堆积。
(4) 装完第一节车厢后,溜槽自动微抬,关闭闸门。
(5) 缓冲仓下的配料平板闸门自动打开,进行第二次配料称重循环作业。定量完毕后,匀速行驶的列车进入下一装车位置,此时放下装车溜槽并打开定量仓下的双翼滑动式液压无尘排料闸门,将煤装入第二节车厢。如此连续循环作业,实现快速准确装车。
(6) 列车继续匀速前进,直至装完最后一节车厢。之后溜槽自动提升到锁定位置上栓固定,打印机随即打印出包含空车重量、净煤重量和毛重量等数据的装车清单。
2 快速定量装车站控制系统的功能及配置
2.1 控制系统功能
(1) 通过PLC和各类开关完成SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition,数据采集与监视控制)功能。
通过传感器、继电器、辅助接点、限位开关、仪表等采集现场设备的状态并将其转换为满足PLC要求的开关量和模拟量输入信号。PLC实时扫描输入状态,并执行能够反映装车工艺流程和控制要求的预置程序,驱动继电器、接触器(控制各种电动机)、电磁阀(控制油缸动作)、变频器等执行相应指令。
(2) 通过工控机和相应软件实现HMI(Human Machine Interface,人机界面)功能。
工控机监测硬件状态,通过预置程序进行分析判断和数据处理,并将结果通过HMI以画面和图表的形式呈现给操作人员。
(3) 数据管理功能。
建立历史数据库,用于存储实时生产数据,为以后的数据分析以及事故诊断等提供数据。
2.2 控制系统配置
控制系统主要由主控PLC、上位软件平台、称重仪表、操作台、各类传感器和保护开关等组成,如图1所示。
主控PLC用于实现数据采集、逻辑判断及输出控制功能。本系统中PLC选用Allen-Bradly公司生产的Control Logix系列产品。上位机软件开发平台选用罗克韦尔公司推出的RSView32软件。称重仪表选用Mettlor-Toledo公司生产的高端称重仪表Jaguar。传感器选用美国STS公司生产的65058系列双剪切梁式称重传感器。为确保系统可靠运行,安装了各类输送带检测传感器,煤仓闸门接近和限位开关,车位判别光电开关,液压泵站压力传感器、液位传感器、温度传感器,缓冲仓点料位传感器、连续料位传感器。系统选用ControlNet 和AB Remote I/O现场总线通信方式,安装及维护简单,数据传输准确性和可靠性高。
3 快速装车控制策略
控制模型输入参数:装车速度为5 400 t/h;装车精度为单节车厢0.1%,整列0.05%;每列列车有60节车厢,每节车厢核定载煤量为62 t(本文以最大载煤量66 t计算),每节车厢长12.5 m,节间距为1.1 m。
3.1 定量装车控制策略
单节车厢的装车时间为
式(1)表明,系统要在44 s内完成定量仓卸空和重新配仓流程。
每节车厢前端进入装车范围时开始装车。装车溜槽可容纳8 t煤,在距车厢后端2 m时,定量仓已卸空并关闭闸门,开始下一次配仓,并在下一节车厢前端到达装车位置时完成一次配仓。配仓时间为
煤从缓冲仓闸门流出的速度为
式中:λ为放料系数,取决于散状物料的性质,洗精煤的放料系数为0.5;δ为缓冲仓经验补偿系数,缓冲仓煤量在40%～80%时δ=1,低于40%时δ=0.8,高于80%时δ=1.1,本文取δ=1;g为重力加速度,g=9.8 m/s2;R为闸门有效半径,对于方形闸门,
通过缓冲仓闸门的煤流量为
式中:γ为物料堆密度,精煤取γ=0.9;w0为闸口面积。
缓冲仓共有4个闸门,完全满足10 s内配仓的速度要求,但精度控制不佳,原因是称重传感器实际测量的是力而非重量。称重传感器的反馈重量为
式中:G为需要测量的煤炭重量;Fc为关于煤流速度和煤的粒度的一次函数。
由于煤流速度是一个定值,因此Fc是一个与质量成正比的函数。当煤处于静态时(即装入定量仓后),Fc=0。煤的质量越大,Fc越大,测得的实时重量误差也越大。试验中将30 t煤装入定量仓,上位机软件采集到的冲击曲线如图2所示。
从图2可看出,30 t煤装入定量仓时,由冲击产生的Fc造成了最大8 t的尖峰误差,在煤装入定量仓后经过几次震荡才反映出实际重量。因此在接近62 t上限时要尽量减小缓冲仓的放煤流量。本系统 采用分次关闭缓冲仓闸门的配仓控制策略,如图3所示。
装前37 t煤时,4个闸门全部打开,至37 t时关闭2个闸门,至52 t时关闭3个闸门,至60.8 t时关闭3.5个闸门,至61.8 t关闭所有闸门,关门过程中还有0.2 t煤放出,至此配仓结束。0.2 t提前量是对粒度为50 mm的洗精煤进行配仓试验得出的经验值。当煤的粒度改变时,该值需进行相应修正,修正系数为
式中:D为待装煤的粒度。
3.2 自动给料控制策略
给料控制即通过给定变频给煤机的频率来控制缓冲仓煤量,以保证装车的连续性。通过在钢结构4根主立柱上钻孔并安装应变检测传感器,大致得到缓冲仓煤量,煤量大小与变频给煤机的频率给定形成一个闭环控制,将煤量控制在40%～80%。给煤机的给定电流值为
式中:M为缓冲仓当前煤量。
4 工业性试验
按照快速装车控制策略进行了PLC及上位机编程,在装车站进行了工业性试验。上位机软件采集到的装车过程数据如图4所示。
从图4可看出,快速定量装车站可在10 s内按照预置吨数完成定量仓的配仓。由于列车牵引速度受限,定量仓的煤量会保持一段时间的稳定,缓冲仓煤量则呈波浪形,单节车厢的配仓误差小于0.05 t,满足精度设计要求。
5 结语
铁路快速定量装车站控制系统采用现场总线控制方式,通过合理的配置,实现了对整个装车过程的全面监控。试验结果表明,该系统所采用的定量装车及自动给料控制策略正确、可行,单节车厢及整列装车精度均小于0.1%,单节车厢装车时间小于45 s,实现了快速精确装车。
参考文献
[1]田长海,魏瑜,向泽伟,等.大秦线2亿吨运输能力若干问题的探讨[J].中国铁道科学,2004(1):115-119.
[2]宋军.2万t装车站设计探讨[J].山西建筑,2004(15):16-17.
[3]王学诚,张健.定量漏斗仓装煤站站场布置方式初探[J].铁道运输与经济,2003(11):22-23.
[4]康斌栋,王志新.基于PLC模糊控制软件的设计研究[J].机电一体化,2000(1):54-55.
定量反馈控制 篇7
卷绕式镀膜机是真空镀膜设备中占重要地位的真空应用设备,用该设备可在卷材上镀制铝、SiO2、氧化铟锡等。由放卷辊放出的原材经放侧导辊、张力检测辊、在中间辊上进行处理,经收侧导辊、张力检测辊,由收辊收卷[1]。由于收、放卷的卷径在传动过程中一直是动态变化的,随着卷材的收取收卷卷径越来越大,而放卷卷径越来越小,加上速度调节、锥度控制等,张力控制具有一定的难度。国内某真空设备生产企业生产的高真空卷绕式镀膜机在传动启动过程中,特别是卷绕部分加速时,容易造成卷材的断裂,缠绕到其他辊子上,致使整机无法工作。对于张力要求波动较小的薄膜,如电容器膜无法加工。
1 系统硬件组成及控制原理
直流电机调速范围大、精度高、速度调节平滑等无可比拟的调速特性,在国外的卷绕式镀膜机设计中一般使用直流电机调速系统,国内的卷绕式镀膜机电气控制系统有用直流电机调速系统的,也有采用交流调速系统的。该公司生产的卷绕式镀膜机系统组成如下,在张力控制系统中电机的配置为:收、放辊电机为:Z4-132 15 kW 440 V/1 360 rpm;测速电机:CYT4.5/5.5-15 1 500 rpm/55 V,中间辊电机为:Z4-112 4 kW 440 V/980 rpm ;测速电机CYT4.5/5.5-10 1 000 rpm/55 V。其卷绕系统的指标为:跑膜速度v=(60 m～400 m)/分,张力连续可调,卷径最小为100 mm,最大为1 000 mm,卷径变化为(100～1 000) mm。由收、放侧的张力控制及中间辊的速度控制构成。其传动系统控制由收、放侧的张力控制及中间辊的速度控制构成,如图1所示。张力控制的好坏直接影响到成膜的质量,膜的跑偏量、暴筋的产生等与张力控制密切相关。张力传感器同张力控制器是张力控制中的最主要元器件。原系统选用的是国外某知名公司生产的张力控制器及张力传感器。该控制器主要用于开卷、送料、收卷等有关卷取的环节上,具有缓启动、防松卷、锥度给定等功能,是目前世界上比较先进的张力控制器。
在设备工作中,当张力给定较大且跑膜速度稳定时,控制系统能保证张力控制合适、收卷薄膜边缘齐整。当张力给定较小时,则引起膜的松弛,有可能将膜卷绕到其他辊子上。速度调节太快时,会引起张力的较大波动,造成薄膜断裂或缠绕到其他辊子上,此时设备无法正常工作。因此张力无法调小,致使无法加工张力要求很小的薄膜。张力控制的好坏直接关系到该机的正常使用。
2 前馈—PID控制原理
原系统中的张力控制器如图2所示,为常规的PID控制器。其工作原理为通过对中间辊转速的调节来实现整个传动过程的速度控制。当中间辊的速度变化时(如速度给定增大),引起收侧张力变化(张力减小),由收侧张力检测器测得张力信号的变化,通过收侧张力控制器输出信号控制收侧电机转矩变化(增加),使其张力保持在给定的范围内。同时引起放侧张力变化(增大),由放侧张力检测器测得张力信号的变化,通过放侧张力控制器输出信号控制放侧的电机转矩变化(减小),使放侧张力保持在给定的范围。在张力调节中转速变化是张力控制系统主要扰动,传动系统速度的调节引起张力的变化,通过检测张力的变化控制收、放侧拖动电机的转矩来控制张力,因此这种控制作用总是落后与扰动作用,是一种不及时的控制,造成系统响应时间慢,针对这一问题引入前馈控制[2],以补偿扰动的影响。
前馈控制的思路是根据进入系统的扰动量(设定值变化或外界干扰),产生合适的控制作用,使被控量不发生偏差。相对于反馈控制来说,前馈控制是基于扰动来消除扰动对被控量的影响,因此前馈控制是及时的。前馈控制作为开环控制,为了克服前馈控制的局限性,将前馈控制-反馈控制结合起来,即发挥了前馈控制作用及时克服对中间辊转速变化对张力控制的影响,又保持了反馈作用能消除其他扰动影响的特点,同时降低系统对前馈控制器的要求,因此控制系统选用前馈-反馈控制,将中间辊转速变化作为扰动来消除其对张力控制的影响,如图3所示[3],实现张力的控制。
工程上一般要求控制系统能在一定的准确度下获得近似补偿,令Wff(S)=-Kff,这是一个比例环节,是前馈控制中最简单的形式,称为静态前馈补偿。本系统采用精度较高的动态前馈控制系统,采用动态前馈后,能及时补偿扰动对被控量的影响,能极大的提高控制过程的动态品质。为了避免对扰动通道及控制通道数学模型的过分依赖性,且便于前馈模型的工程整定,采用如下式的控制规律,undefined,其中Kff为静态前馈系数, T1为控制通道时间常数, T2扰动通道时间常数。
3 控制系统设计
3.1 前向、后向通道信号调理电路设计
张力检测选用深圳亚特克电子有限公司产品,型号为CTS 105-17-500,量程为500 N,通过电桥将应变片感测的张力信号转换为与之成正比的电压信号,最大输出电压20 mV。原理如图4所示。
模数转换采用DSP芯片中的A/D转换器,其要求的模拟输入电压为0～3 V,信号调理电路将0～20 mV的张力电压信号和0～55 V的中间辊转速信号经隔离后处理为DSP芯片能够识别的输入电压。张力电压信号放大倍数为150倍,采用两级放大电路,电压放大器采用低噪声高精度运放OP07,其开环放大倍数高达4×105,共模抑制比为126 dB,单位增益带宽为1.2 MHz 。
D/A转换选用12位电流输出型转换器DAC1210,电流建立时间为1 μs,线性误差为0.05% VFS,通过电流-电压转换电路将输出电流转换为0～10 V的电压,输入到直流电机调速器,调节电机转矩的变化,实现张力控制的目的。如图5所示。
3.2 控制部分设计
张力控制器采用TMS320F2812型DSP芯片为控制核心[4]。实现对张力的检测、计算、闭环调节,锥度的控制、断膜的检测、控制及其他逻辑保护,人机界面等。TMS320F2812是TMS320F2407的升级产品,是TI公司专为工业控制应用提供的高性能控制器,采用32位的定点DSP核,最高速度可达400 MIPS,可以在单个指令周期内完成32×32位的乘法/累加运算,具有高性能的模数转换能力和改进的通信接口。广泛应用于工业控制,特别是用于处理速度、处理精度方面要求较高的领域。它集信号处理的高速性和丰富的片内外设于一体,可以实现各种复杂控制,丰富的片内外资源整个控制系统结构简单。
DSP根据检测输入的张力信号及中间辊转速信号对系统进行控制[5]。通过对输入的信号进行采样、滤波、电平转换和A/D转换处理后,与给定的张力信号比较,根据中间棍转速的变化,进行张力的前馈-反馈调节,给出控制信号。若系统发生故障时,检测到故障立即报警,给出故障指示。若发生断膜等严重事故,硬件电路会封锁电机调速器的输出,进行紧急停车。
4 控制系统软件设计
根据程序流程将按功能构成不同模块,由初始化模块、按键输入模块、显示模块、数据采集模块、算法模块等。
系统上电后,DSP首先进行初始化,初始化结束后,采集端口数据,通过按键可以调整当前的参数设置,如张力大小、锥度调节等。显示当前的给定值与实际值,采用前馈加闭环反馈PID控制算法的控制模式,送出当前的输出调节信号,输出信号给定到电机调速器,改变拖动电机的转矩,改变卷材张力的大小,实现张力的控制,主程序流程如图6所示。
5 结束语
通过前馈加闭环反馈PID控制方式控制卷绕式镀膜机张力的大小,与反馈方式相比,加入了动态前馈补偿,由于前馈控制调节时间短,以克服中间辊转速变化扰动对系统的影响,实现了可加工张力给定值小,要求张力扰动小的卷材,如电容器膜等。使整机性能得到了提升。
用DSP实现张力卷绕式镀膜机张力的控制,提高了调节的精度、改善了人机界面的性能、同时通过DSP的通讯口可在原有硬件的基础上开发通讯功能,这样还可以简化控制系统,降低成本,提高整个系统的性价比。经过实际运行,表明控制系统工作可靠、设备运行平稳。
摘要：研究了一种基于DSP的张力控制器,针对张力控制中速度变化的扰动,在反馈控制的基础上引入了前馈补偿,以克服速度变化对系统的影响。设计了以TMS320F2812型DSP为核心的控制电路。介绍了构成系统的控制原理、硬件控制系统与控制软件的设计。该控制器具有响应速度快、调节平滑、抗扰动能力强等优点。实际应用证明了设计的正确性和有效性。
关键词：DSP,张力控制器,卷绕镀膜机
参考文献
[1]周志文.卷绕式镀膜机中的张力控制[J].机械研究与应用,2003,16(1):48-49.
[2]马姝姝,陈夕松.前馈-内模控制在温度控制过程中的应用[J].电气自动化,2008,30(1):6-8.
[3]邵裕森.工程控制工程[M].北京:机械工业出版社,2003.
[4]孙丽明.TMS320F2812原理及其C语言程序开发[M].北京:清华大学出版社,2008.