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随着科学技术的发展,多轴同步控制技术作为一门集计算机控制、现代控制理论、电力传动等与一体的新型技术,已经广泛的应用于生产实际中。传统的同步控制方式的实现主要是依靠机械总轴带动整个控制轴的运转。但是机械总轴的控制方式灵活性和可控性较差,在运行过程中会发出很大的噪音。因此具有更高控制性能和控制效果的多轴同步控制方式逐渐取代传统的机械总轴控制成为时代的主流。 本文以信封包装机为研究对象,在研究多轴同步控制技术及电机制动过程对机床冲击的基础之上设计出了具有电机制动过程均衡冲击功能的多轴同步控制系统。本系统采用TI公司推出的C2000系列DSP作为主控芯片来控制四台伺服电机以达到同步控制效果。由于永磁同步伺服电机具有体积小、控制精度高、功率密度大等特点,本系统选用伺服电机以及相应的伺服驱动器作为控制负载的驱动部件。通过分析比较目前常用的几种多轴同步控制结构,最终选择主从同步的控制结构作为控制系统的控制方式。 为了避免伺服电机在制动过程中对生产机械的猛烈冲击,本系统提出了一种具有均衡冲击的永磁同步电机制动过程控制方法。该方法从分析生产机械的转动轴上的转动动能着手,以均衡冲击为目标,根据力学中的定轴转动定理,推导出能满足上述要求的幂函数曲线控制算法,并提出相应的制动解决方案。 根据所要求的同步特性和工艺要求,设计了具有增量式PID控制算法的控制程序以提高系统的同步控制精度。但是,在实际的生产过程中,由于PID的参数整定较为复杂,工程上常常使用经验试凑来确定PID的各个参数,这种方法往往难以取得较好的控制效果。本文提出了基于粒子群算法(PSO)的PID参数优化方案,并通过建立系统的Simulink仿真模型来分析PSO的最佳优化效果。 空载调试和现场带负载调试的结果表明:本系统能够达到高效生产的控制精度要求。另外,制动过程快速、平稳,符合均衡冲击的要求。