电磁振动给料机振幅的自适应控制

摘要

电磁振动给料机是自动加工与自动装配系统中一种常用的自动供料装置，由于同其他上料机相比它具有上料效率高、整列定向性能好、工作稳定可靠、结构简单、工件间相互摩擦小、不易损伤物料、通用性好、改换品种方便、供料速度容易调节等优点，因而它被广泛应用于轻工、电子产品、医药、食品等行业。目前，电磁振动给料机存在的主要问题是如何提高物料的输送效率、降低功耗、提高自动化程度，尤其是振幅的精确控制。因此，本文针对这些问题设计了电磁振动给料机振幅的自适应控制系统。 本论文致力于研究电磁振动给料机振幅的自适应控制系统。为此，首先简明阐述了电磁振动给料机的工作原理及物料输送原理，通过理论分析证实了振幅稳定性对电振机工作效率和效果的重要影响；其次，在对电磁振动给料机力学模型及电磁铁的一些特性进行分析的基础上，建立了电磁振动给料机振幅控制数学模型；设计了电磁振动给料机振幅的自适应控制方案，包括采用MIT型局部参数优化模型参考自适应控制系统和变结构控制系统两种模型；接着，搭建实验硬件平台，并介绍本次实验的软件平台，包括RTW的概念、外部模式及Real-timeWindowsTarget的软件创建过程，对电振机振幅控制实验装置进行参数辨识，通过MATLAB对振幅控制系统进行了仿真，验证其正确性；最后，进行了电磁振动给料机振幅的自适应控制系统的控制实验，且对两种自适应控制方案所取得的效果进行了比对。 通过对照实验证明，采用自适应控制系统后，电磁振动给料机的振幅明显稳定，并且控制性能及自动化程度都有很大的提高，实现了预期的效果。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2课题的提出

1.2.1振动给料机的分类和发展现状

1.2.2电磁振动给料机的振幅控制方法

1.3自适应控制系统研究概况

1.3.1自适应控制的定义

1.3.2自适应控制的发展概况

1.3.3自适应控制系统的基本结构

1.3.4自适应控制系统的方案分类

1.4研究的主要内容及论文的组成

1.5研究的意义

第二章电振机工作原理及物料输送原理

2.1引言

2.2电磁振动给料机的分类和结构

2.3电振机的工作原理

2.4物料输送原理

2.4.1物料运动方式与给料槽加速度的关系

2.4.2物料滑行运动理论

2.4.3物料抛掷运动理论

2.5振幅控制的意义

2.6本章小结

第三章电振机振幅控制模型

3.1引言

3.2电振机力学模型的建立

3.3频率比z0对振幅稳定性的影响

3.4电磁铁的数学模型及电磁吸力的计算

3.4.1电磁铁的数学模型

3.4.2电磁吸力的计算

3.5电振机振幅控制模型的建立

3.6本章小结

第四章自适应控制系统的选择与设计

4.1引言

4.2自适应控制系统的选择

4.3 MIT型局部参数优化模型参考自适应控制系统的设计

4.3.1 MIT型局部参数优化模型参考自适应控制系统的基本理论

4.3.2利用局部参数优化理论设计模型参考自适应控制系统

4.4变结构控制器的设计

4.4.1变结构控制基本理论

4.4.2控制器设计

4.5模型参考自适应辨识原理与设计

4.5.1模型参考自适应辨识原理

4.5.2一阶系统的模型参考自适应辨识

4.6本章小结

第五章电振机振幅控制实验平台

5.1引言

5.2电振机振幅控制实验的硬件平台

5.2.1电振机模型和PC机

5.2.2数据采集卡实验选用DAQ——PCI-6025E

5.2.3驱动模块

5.2.4振动传感器

5.3电振机振幅控制实验的软件平台

5.3.1 RTW基本概念

5.3.2快速原型化的外部模式

5.3.3 Real-time Windows Target的软件创建过程

5.4本章小结

第六章电振机振幅的自适应控制系统的仿真与实验研究

6.1引言

6.2参数辨识

6.2.1电磁铁的参数识别

6.2.2机械振动参数识别

6.2.3电磁力常数c的确定

6.3传感器高通滤波

6.4电振机振幅自适应控制的仿真

6.4.1 MIT型局部参数优化模型参考自适应控制系统的仿真

6.4.2变结构控制系统的仿真

6.5电振机振幅自适应控制的实验研究

6.6本章小结

第七章结论与展望

7.1全文总结

7.2前景与展望

参考文献

致谢