生产线多电机驱动控制系统的研究

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随着电气传动技术的发展、工业自动化程度的逐步提高及生产规模的持续扩大,传统的单一电机驱动系统已很难满足现代化大规模生产的需求,大多生产系统需要采用多电机同步驱动控制方法来实现。目前,这种方法在很多领域中已经被广泛应用,如镀锌酸洗线、彩涂生产线、印刷生产线、连续拉弯矫直机生产线等。在这些生产线中,多台电机之间的同步性能越来越重要,它的好坏直接影响了系统运行的稳定性及产品质量。因此,为了提高生产效率、成材率及产品质量,许多学者已经对多电机同步控制的问题在进行研究,本课题便是以某公司的连续拉弯矫直机项目为背景,来研究多电机之间的同步驱动控制问题。首先本文在分析连续拉弯矫直机组工艺流程及其特点的基础上,并根据该机组对控制精度及稳定性的要求,采用了基于模糊PID控制算法的多电机并行-耦合控制策略。本项目中主传动部分由十四台电机组成,本文只针对该项目中的一个张力辊组的四台电机进行研究。该机组使用的是直流传动系统,文中分析了直流电机的工作原理及调速原理,同时深入研究了模糊PID控制算法,并将此算法应用在多电机的并行-耦合控制策略当中,最后通过MATLAB仿真软件对该控制策略进行仿真研究。仿真结果表明该策略比纯PID控制方法更优越,它改善了系统的动态响应性能,提高了系统的控制精度,验证了该控制策略的有效性。其次,经过上述的工艺流程特点及控制策略的研究之后,文中确立了该多电机同步驱动控制系统的总体设计方案。该多电机同步驱动控制系统的设计分为硬件设计和软件设计,其中硬件部分包括PLC(Programmable Logic Controller)控制器、调速装置、通信装置等,软件部分包括多电机同步控制系统的相关子程序及上位机画面的编程等。文中详细介绍了其硬件设计部分主要组成单元的工作原理及各子程序功能块的软件设计流程。最后,该项目在宁波市某合金板带有限公司的现场进行生产调试,最终的调试结果使整个机组运行更加稳定,同时提高了多电机之间的控制精度和动态响应性能,改善了多电机的同步性能。该技术的改进在连续拉弯矫直机等生产线中应用非常广泛,它对板带材等产品质量的提高具有很大的现实意义。
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