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纸机同步传动系统的变论域模糊PID控制研究

作　者: 韦延方
导　师: 董爱华
学　校: 河南理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 造纸机同步传动速度链模糊PID控制变论域
分类号: TP273.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 57次
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内容摘要

造纸机的同步传动系统是一个典型的多变量、非线性、强耦合系统,很难用精确的数学模型描述,在其运行过程中,需要解决的有速度、张力、负荷分配等控制问题,其中尤以速度链的运行设计控制最为关键。纸机同步传动系统要求控制动态响应快、精度高,采用常规的控制算法难以满足生产工艺的要求。本文针对2730/500长网多缸造纸机,选择和设计了其电气控制系统的硬件和软件;在一般模糊控制和模糊PID控制基础上,研究了基于变论域的模糊PID控制原理,采用伸缩因子的概念,设计了变论域模糊控制算法,使模糊控制规则可通过论域的压缩或膨胀派生出任意多条;在此基础上构造了变论域模糊PID控制器,其不但具有高精度的特点,而且在可变论域的观点下,使模糊控制器的设计也变得简单易行。在本论文中,采用该控制器对PID的参数进行在线整定,最后给出了此控制器在MATLAB下的仿真;仿真表明,该算法使造纸机同步传动控制系统具有较一般模糊控制和常规模糊PID控制更高的稳态精度和良好的动态品质,验证了该设计的有效性和一定的实用价值。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 课题的背景  8-9
  1.2 纸机传动系统及国内外研究现状  9-13
    1.2.1 国内外技术发展现状  9-10
    1.2.2 智能控制在纸机同步控制中的应用  10-13
  1.3 本课题的研究意义  13
  1.4 本文要做的工作  13-15
2 纸机同步传动系统方案及硬件设计  15-30
  2.1 系统总体设计  15-19
    2.1.1 造纸工艺过程  15
    2.1.2 纸机传动方式概述  15-17
    2.1.3 当前纸机控制方案选择存在的问题  17
    2.1.4 纸机电气控制系统结构  17-19
  2.2 造纸机速度检测系统设计  19-24
    2.2.1 转速测量方法  19-21
    2.2.2 光电编码器选型  21-22
    2.2.3 转速检测电路  22-24
  2.3 供电电源方式的选择  24-25
  2.4 驱动单元变频器的选择与电路设计  25-27
  2.5 PLC 控制和通讯方式的设计  27-30
3 基于变论域的模糊PID 控制器设计  30-48
  3.1 模糊PID 概述  30-31
  3.2 模糊PID 控制算法的理论基础  31-33
    3.2.1 模糊控制器的工作原理  32
    3.2.2 模糊控制器的设计  32-33
  3.3 模糊控制的差值机理  33
  3.4 变论域模糊控制思想  33-37
  3.5 变论域模糊PID 控制器的设计  37-48
    3.5.1 造纸机速度链控制结构  38-39
    3.5.2 变论域模糊控制算法  39
    3.5.3 变论域模糊PID 控制器的设计  39-48
4 纸机同步传动控制系统软件设计  48-54
  4.1 纸机同步传动控制系统软件设计  48
  4.2 速度链的软件设计  48-50
  4.3 负荷分配的软件设计  50-52
  4.4 张力控制的软件设计  52-54
5 仿真与结果分析  54-64
  5.1 MATLAB 概述  54
  5.2 模糊逻辑工具箱  54-56
  5.3 Simulink 仿真与结果分析  56-64
6 总结与展望  64-65
  6.1 总结  64
  6.2 展望  64-65
参考文献  65-68
附录  68-74
研究生在读期间公开发表的学术论文及科研成果一览表  74-75
造纸机速度链的变论域模糊 PID 控制  75-83
致谢  83

纸机同步传动系统的变论域模糊PID控制研究

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