螺丝桩钻机自动送钻同步性能的研究

螺丝桩钻机自动送钻同步性能的研究

论文摘要

随着工业的快速发展,人们对各种机械性能和产品质量要求的逐渐提高,单单对一台电机的控制在某些场合己经不能满足现代化高科技发展的要求,而需要人们控制多台电机,使其更好地协调运行。多机传动机械系统的同步控制正是这样一门机械技术与电子技术有机结合的科学技术,研究它的理论和方法对保证这类机械有效、可靠地同步运转,具有十分重要的现实意义。本论文主要包括三部分的内容,一是根据双电机驱动的螺丝钻机(通常也称为螺旋钻机)的特点,提出主从式控制的控制方案。即选定主电机、从电机,主电机直接由电网供电,从电机采用变频调速的方法,通过控制变频器的输入电压,改变从电机的供电电源频率,来使从电机跟踪主电机的电流变化运行,并且建立了控制系统的数学模型。二是模糊控制算法的设计,介绍了二维速度模糊控制器的实现。将速度差、速度差变化率作为模糊控制器的输入,分别介绍了两者的模糊量、模糊推理、模糊判决和模糊关系的确定以及最后的模糊控制查询表的生成。三是对速度模糊控制器进行了系统仿真,主要讲述了在simulink环境中,其隶属度函数的确立、控制规则表的制定以及仿真模型的建立和与模糊控制器的连接。另外,通过添加优化因子的方法改善了传统模糊控制器的性能,进而优化了系统的性能。本论文对双电机驱动的螺旋钻机的同步控制系统进行了研究,提出了系统的控制方案,通过仿真研究表明本控制系统可以取得良好的控制效果。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • §1-1 课题的提出以及来源
  • §1-2 多电机同步控制的国内外研究现状
  • 1-2-1 交流电机传动控制技术的发展
  • 1-2-2 多电机同步控制的国内外研究现状
  • 1-2-3 多电机同步控制的控制方法
  • §1-3 本课题研究的内容及主要工作
  • 1-3-1 研究步骤
  • 1-3-2 研究方法
  • 第二章 交流变频调速理论
  • §2-1 交流调速系统概况
  • §2-2 变频调速的控制方法
  • 2-2-1 概述
  • 2-2-2 变频调速的基本方式
  • 2-2-3 异步电动机变压变频调速时的机械特性
  • §2-3 变频装置的种类
  • 2-3-1 直接变频装置(即交-交变频装置)
  • 2-3-2 间接变频装置(即交-直-交变频装置)
  • 2-3-3 电压源和电流源变频器
  • §2-4 本章总结
  • 第三章 双电机驱动螺旋钻机机械系统的同步控制方案
  • §3-1 双电机驱动钻机机械的基本概况
  • §3-2 系统的控制方式
  • §3-3 螺旋钻机机械系统的同步控制方案
  • §3-4 双电机驱动螺旋钻机控制系统的分析
  • 3-4-1 变频器环节数学模型的建立
  • 3-4-2 电机环节数学模型的建立
  • §3-5 本章小结
  • 第四章 螺旋钻机钻进模糊控制
  • §4-1 模糊集合及隶属函数
  • 4-1-1 模糊集合的定义
  • 4-1-2 模糊集合的表示方法
  • 4-1-3 模糊算子
  • §4-2 模糊关系及模糊推理
  • 4-2-1 模糊关系
  • 4-2-2 模糊矩阵
  • 4-2-3 模糊推理
  • §4-3 基于偏差信号的控制策略
  • §4-4 模糊控制器的设计
  • 4-4-1 螺旋钻机速度档位的确定
  • 4-4-2 模糊控制器的结构设计
  • 4-4-3 语言变量的赋值表
  • 4-4-4 建立模糊控制规则
  • 4-4-5 模糊控制查询表的计算
  • §4-5 控制系统程序设计
  • 4-5-1 主程序
  • 4-5-2 转速检测处理子程序
  • 4-5-3 模糊控制子程序
  • §4-6 本章小结
  • 第五章 控制系统的仿真及优化分析
  • §5-1 控制系统传递函数的建立
  • §5-2 系统模糊控制仿真
  • 5-2-1 控制系统的模糊控制仿真
  • 5-2-2 模糊控制系统仿真模型建立
  • §5-3 系统的优化分析
  • 5-3-1 基于解析表达式的优化因子模糊数模型
  • 5-3-2 对本系统模糊控制器的优化
  • §5-4 本章小结
  • 第六章 结论与展望
  • §6-1 结论
  • §6-2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间所取得的相关科研成
  • 相关论文文献

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