刚体惯性运动终点制动问题研究

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本论文以起重机小车为例研究了刚体惯性部件的终点制动问题。对于大型工装设备,其运动部件具有很大的惯性,在终点停车时要么超前要么滞后,有时发生恶性撞击,给生产和安全带来隐患。因此,控制其终点制动问题就提出来了。 本文对拖动系统终点制动问题国内外的研究现状进行了综述,分析了终点制动问题的存在。由于系统是由交流电机驱动的,很难建立其精确的数学模型,因此本文提出了交流电机的矢量控制。通过矢量控制,实现了电流的完全解耦,使其等效成直流电机,根据直流电机的控制方法进行控制。按照工程上实用的设计方法将其数学模型简化成单变量线性系统进行设计。 论文首先根据实际系统建立其数学模型。实际系统包括变频器、交流电机、减速器、执行机构等。再将数学模型由传递函数转化成最优控制要求的状态方程,然后根据受控对象的数学模型对系统进行稳定性、可控性、可观测性分析。按照状态方程和系统的要求,根据快速最优控制和二次型性能指标的最优控制分别选择性能指标、设计系统的最优控制器。最后由系统仿真软件MATLAB/Simulink实现对整个系统的仿真。 通过仿真实验得到,在建立变频器和异步电动机数学模型过程中引入矢量控制是一种使用的设计方法。快速最优控制和二次型性能指标的最优控制方法对于控制终点制动问题效果还是可以的,是一种使用的设计方法。
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