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

1、彈性扭轉(zhuǎn)驅(qū)動廣泛應(yīng)用于凹版印刷長軸驅(qū)動、紡紗機械中的羅拉傳動、以及全電型注塑機等大量使用的滾珠絲杠傳動結(jié)構(gòu)中。另外，在負(fù)載慣量變化的情況下，電機慣量與負(fù)載慣量不匹配也會產(chǎn)生與彈性扭轉(zhuǎn)驅(qū)動相同的效果。
　　彈性扭轉(zhuǎn)驅(qū)動的一個關(guān)鍵特性是存在扭轉(zhuǎn)振蕩，扭轉(zhuǎn)振蕩使得機械控制的精度和設(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)滿足需要的動穩(wěn)態(tài)性能是彈性扭轉(zhuǎn)驅(qū)動研究的核心問題。
　　本文以貝加萊公

2、司（B&R）設(shè)計并開發(fā)的多質(zhì)量彈性扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)為實驗平臺，設(shè)計控制方案，完成對彈性連接的質(zhì)量體的轉(zhuǎn)速控制。具體研究內(nèi)容如下：
　　本文分別采用機理建模和實驗建模兩種方法來獲取對象模型。機理建模通過對電機、編碼器、彈簧和二慣性系統(tǒng)等對象分別進(jìn)行機理特性分析，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。實驗建模通過采集實驗對象的開環(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)時域表達(dá)式并計算出系統(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系統(tǒng)的影響。
　　針對對象特性，本文采用模型預(yù)測控制算法。在Matlab/Simulink中對MPC算法進(jìn)行仿真，分析了不同的采樣時間、預(yù)測時域和控制時域參數(shù)對控制效果的影響。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