基于模型預(yù)測(cè)控制算法的彈性扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì).pdf

1、彈性扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)廣泛應(yīng)用于凹版印刷長(zhǎng)軸驅(qū)動(dòng)、紡紗機(jī)械中的羅拉傳動(dòng)、以及全電型注塑機(jī)等大量使用的滾珠絲杠傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中。另外，在負(fù)載慣量變化的情況下，電機(jī)慣量與負(fù)載慣量不匹配也會(huì)產(chǎn)生與彈性扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)相同的效果。
　　彈性扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的一個(gè)關(guān)鍵特性是存在扭轉(zhuǎn)振蕩，扭轉(zhuǎn)振蕩使得機(jī)械控制的精度和設(shè)備的疲勞壽命大大降低，還可能導(dǎo)致機(jī)械事故的發(fā)生。如何最大限度的抑制扭轉(zhuǎn)振蕩，使系統(tǒng)滿足需要的動(dòng)穩(wěn)態(tài)性能是彈性扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)研究的核心問題。
　　本文以貝加萊公

2、司（B&R）設(shè)計(jì)并開發(fā)的多質(zhì)量彈性扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)計(jì)控制方案，完成對(duì)彈性連接的質(zhì)量體的轉(zhuǎn)速控制。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　本文分別采用機(jī)理建模和實(shí)驗(yàn)建模兩種方法來獲取對(duì)象模型。機(jī)理建模通過對(duì)電機(jī)、編碼器、彈簧和二慣性系統(tǒng)等對(duì)象分別進(jìn)行機(jī)理特性分析，建立各部分方程，選取狀態(tài)變量得到系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程，并利用 Matlab/Simulink建立模型仿真框圖進(jìn)行仿真。實(shí)驗(yàn)建模通過采集實(shí)驗(yàn)對(duì)象的開環(huán)階躍響應(yīng)數(shù)據(jù)，用 Matlab中的線

3、性擬合工具箱擬合采樣數(shù)據(jù)生成曲線，得到系統(tǒng)時(shí)域表達(dá)式并計(jì)算出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。分析模型的頻域特性，并研究了不同硬件變化對(duì)系統(tǒng)的影響。
　　針對(duì)對(duì)象特性，本文采用模型預(yù)測(cè)控制算法。在Matlab/Simulink中對(duì)MPC算法進(jìn)行仿真，分析了不同的采樣時(shí)間、預(yù)測(cè)時(shí)域和控制時(shí)域參數(shù)對(duì)控制效果的影響。本文通過Matlab/Simulink和B&R組態(tài)軟件Automation Studio的無縫連接，將MPC算法生成的C語言代碼下載到PCC