基于變頻調速的多電機同步控制.pdf

1、新型的機電一體化粗紗機除去了傳統(tǒng)粗紗機中的上、下錐輪，差速器，龍筋升降傳動部件和成型機構，機械結構大為簡化，它采用PLC控制四臺變頻器，分別獨立驅動錠翼、羅拉、筒管和龍筋的電機來實現(xiàn)高效高質紡紗。 但是由于粗紗機中各執(zhí)行機構相互之間沒有了機械剛性連接，羅拉 、錠翼、筒管、龍筋都是各自獨立的運轉，它們很難實現(xiàn)真正地同步運行；同時取消了以前的錐輪等機械機構，粗紗的張力也很難保證在各個紡紗階段都得到良好的控制，這些問題都給新型粗紗機的

2、設計帶來挑戰(zhàn)，它們如果處理不好，紡紗就無法順利進行，因此，這些問題是設計新型粗紗機的關鍵和核心部分，它們的解決與否決定著新型粗紗機設計的成敗。 歸根結底，這些問題主要表現(xiàn)在兩個方面，一是如何使四個電機能夠在啟動、運行、停止時都能夠協(xié)調運轉，始終保持著一定的比例關系；二是如何得出四者之間的合適的比例關系。 針對以上的關鍵問題，本文在電氣方案的設計和具體控制策略上提出了切實可行的具體解決方案。首先，在電氣方案方面，我們選

3、擇了由工控機、PLC、矢量變頻基礎傳動、光電傳感器組成的系統(tǒng)，其中，工控機為綜合監(jiān)控系統(tǒng)，人機界面采用WinCC來設置紡織工藝參數(shù)，監(jiān)控整車的運行和故障狀態(tài)，它通過MPI網絡協(xié)議和PLC進行通訊；PLC 是實時控制的核心，獲取粗紗位置光電傳感器的檢測值，并通過PROFIBUS-DP總線和四臺矢量變頻器進行通信，讀取矢量變頻器中各電機的速度，計算出各個電機的理論速度，然后向矢量變頻器發(fā)送指令，設置各變頻電機的速度，從而控制電機的運轉。其次

4、，在控制策略方面，我們設計了由四電機的速度閉環(huán)控制和張力閉環(huán)控制組成多閉環(huán)控制，電機的速度閉環(huán)控制為內環(huán)，它來實現(xiàn)四個電機的同步運轉；張力閉環(huán)控制的控制目標為羅拉和筒管間粗紗的懸垂度，控制輸出量修正筒管的轉速，從而消除紡紗過程模型不精確等因素帶來的張力偏差。 由于張力控制對象中的數(shù)學模型的時變特性，常規(guī)PID閉環(huán)控制未能取得良好的預期控制效果，特別是在大紗和小紗時的張力控制效果差異很大。對此，我們嘗試采用了模糊自適應PID控制來