中
、,01.26 No.25 Dec.2006
@2006 Chin.Soc.for
第26卷第25期
2006年12月
国电机工程学报
of the CSEE
Proceedings
Elec.Eng
文章编号:0258— 8013(2006)25— 0114— 05
中图分类号:TM34l;TP273
文献标识码:A
学科分类号:470.40
基于模糊Pl D的缠绕机同步运动控制及仿真
许家忠,尤 波,贾德利,李东洁
(哈尔滨理工大学自动化学院,黑龙江省哈尔滨市150080)
Based
Motion ContrOl and Simulation
Machine
Fuzzy-PID
Synchr佃Ous
of Winding
XU Jia— zhong,YOU
Bo,JIA De-li,LI
Dong— jie
of
of Science and
Automation,Harbin UniVersity
Techn0109y,Harbin 1 50080,Heilon翻iang
PmVince,China)
(College
ABSTRACT:In order to
the
of
of
转
动,导
复运动。只要根据缠
的速比,同时 头往返1次芯模要比上1个循环
多转或少转1个角度,纤 经多次缠绕后就能均匀
续地布满j卷模表面⋯ 。实际生产中,缠绕机主轴
和小车在运行时要根据工艺要求不断进行加减速,
而且小车和主轴 载随着缠绕胶量和管体缠绕厚
丝
头按一定的速比要求沿芯模轴线方向往
guarantee
winding quality
filament wound
t11e numerical contr01
product,
system
绕线型的要求控制这两个电机
machine was
which is
deVeloped,
of
composed
winding
导丝
rt
industrial
and
controlle
synchronization
personal conlputer
维
The
motion contmller based
DSP and CPLD
synchmnous
连
was
tlle control
of
self_
developed,and
strategy
parameters
PID is
to realize
motion
tuning f’uzzy
adopted
synchronous
负
coJ】tml,The Vector_controJJed inVener
witll
rotary
equipped
度的变化而变化。因此,缠绕机系统是1个惯量变
化很大的非线性时变速度同步随动控制系统口J。
本文开发的缠绕机控制系统采用电子齿轮控
制方式,这种控制方式不把主轴作为运动控制对
encoder is used to I℃alize closed
the f’eedback of
control of the
100p speed
its
encoder as
spindle.Taking
synchronization
spindle
input,the
contml
fulfills t|le
controller
spindle tracking
of the
servo motor.Simulation based
MATLAB
camage
shows that
with
PID contmller the
the robustness and the
impmVe
ordinary
compared
contmller
象,而是根据主轴
完成小车跟踪主轴的运动。主轴采用配有速度卡的
矢量控制变频器实现速度闭环控制,由旋转 码器
完成主轴转角和速度的检测。设计了基于DSP和
CPLD的能实 变速比控制的同步运动控制器,采
编码器反馈的位置通过电子齿轮
fuzzy— PID
ofthe contml
system.
and static
dynamic
pe仃ormance
编
KEYWoRDS:winding
motion
contml;
machine;synchmnous
simulation
fuzzy— PID controller;system
现
摘要:为保证玻璃纤维缠
绕制品的缠绕质量,设计了由工控
用自适应模糊PID控制算法实现小车电机同步跟踪
主轴运动。
机和同步运动控制器组成的缠绕机数控系统,研制了基于
DsP和CPLD的同步运动控制器,采用自适应模糊PID控
1
缠绕机控制系统硬件设计
制策略实现该系统的同步运动控制。用带编码器的矢量控制
变频器实现了缠绕机主轴速度的闭环控制,将主轴编码器反
该缠绕机控制系统结构如图1所示。系统采用
馈作为同步控制器的输入,实现了小车伺服电机对主轴的跟
踪控制。基于MATLAB的仿真表明,与常规PID控制器相
比较,该模糊PID控制器能提高控制系统的鲁棒性和动静
态性能。
双CPU结构,同步运动控制器通过lSA总线与上
位工控机进行实时通讯,上位机负责工艺文件设
置,运动参数设定,运行状态显示,机床逻辑控制,
人机交互和远程控制等功能。运动控制器则完成伺
服电机运动规划和实时控制。主轴用日本安川
vS一616G7变频器驱动,同步运动控制器D/A1的模
关键词:缠绕机;同步运动控制;模糊PID控制器:系统
仿真
拟量输出作为变频器速度控制输入信号,运动控制
0
引言
器调用设置输出电压值函数实现变频器速度控制。
缠
绕机是纤
维缠绕成型加工的关键设备,在进
E682一
安装于主轴变速箱输入轴上的0MRON
行玻璃钢制品缠绕时,缠绕机芯模绕自身轴线匀速
CwzlX旋转编码器完成主轴转角和速度的检测。
基金项目:嗒尔滨市青年科学研究基金项目(20()4AFQxJ049)
变频器采用带PG矢量控制方式,PG.x2速度卡把
万方数据
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