復雜機電系統(tǒng)機電耦合分析與解耦控制技術.pdf

1、論文以"復雜機電系統(tǒng)機電耦合分析與解耦控制技術"為主題,研究了復雜機電系統(tǒng)非線性電磁諧波分量與主機構運動的動態(tài)耦合關系;分析了機電耦合的類型、特點和作用規(guī)律;提出了機電耦合模型的建立方法;探求了系統(tǒng)參數最優(yōu)匹配方法;開發(fā)了復雜機電系統(tǒng)解耦控制技術;實現了冷軋帶鋼平整機張力-速度的解耦控制.主要內容如下:對典型復雜機電系統(tǒng)--CM04平整機的機電傳動部分作了全面地調研.提出了系統(tǒng)的總體測試方案,設計了高保真度的信號隔離和緩沖器,解決了從大

2、功率、大電流復雜機電系統(tǒng)主回路中提取真實諧波分量、而又能不影響系統(tǒng)正常運行的難題;發(fā)現了諧波電流對平整機工作狀態(tài)的影響規(guī)律;確認諧波電流是可能引起平整機工況奇異、產生機電耦合振動、導致帶材產品表面出現明暗振紋的一個因素;提出了一種多相整流電路諧波電流的分析計算方法,用該方法對平整機三相橋式整流供電電路的諧波分量進行了理論分析和計算,計算結果與實測結果能得到相互驗證,說明該方法是可行的,實測結果是可靠的.提出了復雜機電系統(tǒng)機電耦合模型的建

3、立方法.分析了復雜機電系統(tǒng)中存在的機電耦合行為和作用規(guī)律,歸納總結出四種形式的機電耦合,即電磁轉矩直接耦合,諧波轉矩直接耦合,微變量控制回路耦合,多傳動加工件耦合.分析了遺傳算法和模擬退火算法尋優(yōu)性能和各自的不足與局限性,將兩種算法巧妙地結合起來加以修正、取長補短構成新的退火遺傳算法,提高了算法的整體尋優(yōu)性能;并以典型的復雜機電系統(tǒng)一平整機為研究對象,以其主傳動速度控制系統(tǒng)為切入點,應用退火遺傳算法,解決了復雜機電系統(tǒng)中多參數、相互耦合

4、、難于整定和組態(tài)的難題,使控制系統(tǒng)的性能指標在參數可調范圍內達到最優(yōu).開發(fā)了復雜機電系統(tǒng)智能解耦控制技術.實現了典型復雜機電系統(tǒng)——CM04平整機張力-速度的解耦控制.針對平整機張力、速度控制的特點,提出了基于極點配置的解耦控制策略,將相互作用的前張力、后張力和工作輥速度解耦成三個幾乎獨立的控制參數,并將閉環(huán)控制系統(tǒng)的極點配置在所期望的位置,使系統(tǒng)具有良好的動、靜態(tài)性能.從理論分析、計算機仿真到工業(yè)實驗都表明該解耦控制策略能實現對平整機