详情

原文传递车轮转动装置纠偏控制系统研究

论文题名：	车轮转动装置纠偏控制系统研究
关键词：	车轮转动装置;钢带纠偏;运动控制器;PD算法;BP神经网络
摘要：	风洞地面效应试验装置为汽车实物模型的性能评估提供了一种有效手段，是汽车自主研发过程中必不可少的基础试验平台。而车轮转动装置是其中的核心组件。该转动装置中采用钢带连接主从动轮，其在自由状态下运行时钢带会在滚筒上左右偏移。针对该问题，设计了一套基于西门子运动控制器SIMOTION的钢带纠偏控制系统。高速移动带的自动纠偏技术是其中的关键技术之一。　　本文重点对器件的选型、标定、主从动轮的同步控制、钢带纠偏控制等方面进行论述。通过计算钢带张力、负载转矩并结合现场实际需求确定传感器与各执行器的型号。通过实验测定各传感器的工作区间与特性曲线，同时标定各器件。采用电机驱动器的自带编码器检测主动轮转速，从而实现对电机转速的负反馈闭环控制;通过比较主动轮与编码器采集到的从动轮转速驱动推杆电机调节钢带张力，实现钢带转速稳定及主从动轮转速同步的控制目标。采用中值滤波算法对边缘检测传感器采集到的钢带位置数据进行滤波，用滤波后的数据计算运动钢带的偏移速度。根据主电机在不同的转速区域采用不同PD参数的算法控制纠偏调节量，以此驱动推杆调节钢带两侧张力，从而调节钢带在滚筒上的位置，实现运动钢带的纠偏控制。通过调试确定PD参数，最终实现钢带在以60m/s的速度高速运行且钢带在滚筒上的偏移量不超过正负2mm。　　本文中采用PD算法分段实现钢带的纠偏控制。由于该算法比较复杂而且需要对每个速度段都要调试出合适的参数，因而工作量大。同时，PD参数的可移植性不强，具体调试工作量大。为了解决这个问题本文利用测试数据构建BP神经网络对整个纠偏控制系统进行建模仿真，为以后实现PD参数自整定做铺垫。
作者：	蒋文华
专业：	控制理论与控制工程
导师：	杨涛;韩宾
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南科技大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文