多电机同步控制系统的研究

摘要

多台电机同步控制技术在高速高精度机械传动系统中已得到广泛应用，如何保证多电机传动精度的精确同步性是同步控制系统的核心问题。本文从多电机同步控制系统硬件实现、多电机同步控制策略、模糊自适应PID控制算法、控制系统软件开发及实验方面进行了研究。主要工作和结论如下：
　　 根据传动系统的特点，构建了多电机同步控制系统的硬件系统平台。对基于PMAC多轴运动控制器控制三个直流伺服电机的闭环负反馈同步控制系统进行了分析，为实现三个电机的同步控制做好了硬件基础。
　　 建立了直流伺服电机的数学仿真模型，通过对PID算法及现代智能控制算法研究分析，设计模糊自适应PID控制器和PID控制器仿真系统；在基于MATLAB软件的Simulink环境下对直流电机进行了仿真，比较两种算法的优劣性，仿真结果显示智能控制算法性能优于常规PID算法的控制性能。
　　 分析并联控制、交叉耦合控制等同步策略的电控方式，结合智能算法，构建基于模糊自适应PID补偿器的相邻偏差耦合三电机同步控制模型，并进行仿真，研究了在负载未知扰动下多电机的同步性及其实现方法。
　　 基于PMAC控制的三坐标平台，完成了多电机同步控制实验研究。编制了人机界面软件与多电机运动程序开发，实现了PC机与PMAC卡通信并控制电机运行；通过对控制参数和PID参数设置调整并进行运动调试，分析了电机跟随误差和同步误差，实现了多轴同步运行。