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多电机驱动振动机械同步理论的研究
资料介绍
在现代机械系统中,由多个部分组成的系统需要同步、协同和合作来完成统一的工作任务。在振动机械领域,为了满足不同的工艺要求,常需要两台或多台电机同时工作,并要求它们具有相同的速度和相位。研究振动机械系统的同步问题对更好地深入研究同步理论,拓宽应用领域,服务工程实际都具有重要的理论价值和现实意义。
本文以自同步振动筛为研究对象,研究了作平面运动的自同步振动机械的同步理论。针对多电机同步驱动系统的同步目标,应用振动机械的理论及动态设计方法、振动同步与控制同步理论、现代控制理论及系统建模与仿真理论等,对振动系统进行动力学建模及分析,得出振动系统的同步性条件和稳定性条件。应用逻辑思维相似原理和传统PID算法相结合,建立了该模型的模糊控制PID控制算法。最后用MATLAB控制系统工具箱和SIMULINK中的模糊逻辑模块对控制系统进行了仿真和分析,具体内容如下:以自同步振动筛为研究对象,建立了作平面运动的自同步振动机简化的“弹簧-质量”系统力学模型。参照该力学模型得出振动机械体的振动方程,由系统动力学分析及运动学分析分别导出了同向和反向回转时振动机的运动轨迹,并在系统力矩平衡方程基础上导出其同步性条件及稳定性条件,对各种结果进行了分析。在此分析的基础上,考虑激振器的偏心质量距不等时系统的运动情况,推导出此时振动系统的运动轨迹及实现特定运动轨迹的同步性条件和稳定性条件,并对由于偏心质量距不等对系统造成的影响进行了分析。
通过实验和仿真的手段分析了其他因素对振动机械的自同步造成的影响,对实验室ZZS40-70型直线振动筛和模拟试验台分别进行了空载测试,测量了开机时及达到稳态时筛体的振动加速度信号,研究了振动系统的运动特征、稳定性及其影响因素,为同步控制的后续研究奠定了基础。
通过对各种参数的调整和设计仍无法使振动机实现自同步时,考虑采用控制同步。本文根据振动机械的特点提出了用单片机实现模糊控制的方案,介绍了电机速度的检测方法、系统的硬件和软件设计等。为了达到更好的同步控制精度,比较了各种现代控制方式的优劣,进一步采用了相应的控制方案。对传统的PID速度控制器和模糊PID速度控制器进行了仿真,并对仿真结果进行了分析,通过仿真表明该控制系统可以达到较好的控制效果...
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