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基于PROFIBUS总线的多电机同步控制研究

论文摘要

多电机同步控制系统广泛应用于工业场合,一些特定的场合要求多电机系统精确同步,且具有良好的稳态性能和动态性能,因此,控制方法的研究尤为重要。针对多电机运行系统的速度同步控制问题,本文提出了偏差补偿原理,利用模糊PID控制算法来整定速度同步补偿器的参数范围,解决多电机系统中速度同步控制精度的问题。首先,提出了一个基于PROFIBUS总线的多电机网络结构,讨论了网络系统的设计方案,整个系统由上位机,主控单元,执行单元以及PROFIBUS总线组成。其次,分析了多电机同步控制的原理及其特点,确定了同步控制方案,提出了基于模糊PID补偿器的多电机同步控制策略,并给出了模糊PID补偿器的设计方法。再次,搭建了多电机同步控制系统的实验平台,其中包括控制系统网络的组建、硬件的组态,进行了软件设计,开发了控制程序和WinCC监控程序,并进行了实验研究。实验结果说明了本文设计的同步控制算法的有效性和实用性,使系统获得了较好的同步跟踪精度及运行性能,和传统的PID控制算法比较,得到了更好的控制效果。最后,论文总结了主要的研究工作和成果,并对多电机系统中存在的问题进行了简单分析以及对未来研究的方向进行了阐述。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 概述
  • 1.1 课题的提出
  • 1.2 多电机同步控制策略研究现状
  • 1.2.1 传统同步控制方式
  • 1.2.2 多电机同步控制的算法
  • 1.2.3 基于总线的多电机同步的研究现状
  • 1.3 论文的主要工作和研究内容
  • 第二章 PROFIBUS总线多电机同步控制平台的建立
  • 2.1 多电机控制实验平台的建立及功能
  • 2.2 现场总线与PROFIBUS
  • 2.2.1 现场总线
  • 2.2.2 PROFIBUS现场总线
  • 2.2.3 PROFIBUS-DP网络
  • 2.2.4 SIMATICS7网络通信
  • 2.3 硬件平台
  • 2.3.1 西门子S7-400PLC
  • 2.3.2 ET200S远程控制I/O模块
  • 2.3.3 ET200SFC
  • 2.4 软件平台
  • 2.4.1 SETP7软件
  • 2.4.2 WinCC工业组态软件
  • 2.4.3 Starter变频器调试软件
  • 第三章 多电机同步控制策略
  • 3.1 多电机同步控制方案研究
  • 3.2 多电机同步控制算法研究
  • 3.2.1 PID控制算法
  • 3.2.2 模糊控制原理
  • 3.2.3 模糊PID控制算法
  • 3.3 基于模糊PID补偿算法的同步控制策略研究
  • 第四章 多电机系统的硬件组态与软件设计
  • 4.1 硬件组态
  • 4.1.1 多电机系统网络的硬件设计及其组态设置
  • 4.1.2 系统设置
  • 4.2 电机转速测量
  • 4.3 软件编程
  • 4.3.1 误差部分程序
  • 4.3.2 PID控制部分程序
  • 4.3.3 模糊控制部分程序
  • 4.3.4 变频器控制程序
  • 4.3.5 WinCC监控程序
  • 第五章 实验研究
  • 5.1 实验设计
  • 5.2 实验结果
  • 第六章 结束语
  • 参考文献
  • 攻读学位期间的研究成果
  • 致谢

    • 相关论文文献

    本文来源: https://www.lw50.cn/article/9845aec16ed1c4d5ae27028a.html