運(yùn)動(dòng)控制考試論文

1、 江蘇大學(xué)題目： 運(yùn)動(dòng)控制考試論文 學(xué)生姓名： 韓正運(yùn) 學(xué) 號(hào)： 4111102034 院 系： 京江學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械電子工程 指導(dǎo)老師： 馬皓晨 在交通運(yùn)輸中的應(yīng)用實(shí)例 摘要：木文從工程船舶電力拖動(dòng)負(fù)荷功率大、主回路在大電流工況時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和振動(dòng)大等特點(diǎn)出發(fā)，較系統(tǒng)地介紹了其電力拖動(dòng)對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的要求，并通過(guò)實(shí)例對(duì)工程船舶電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理及特性作了分析討論。0引言在直流系統(tǒng)中，可刊用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋、電壓截止負(fù)反饋、電流截止負(fù)反饋等各種反饋信號(hào)電壓與給定電壓進(jìn)行電的或磁的綜合后，亦可獲得所需的各種機(jī)械特性。1.斗鏈自控系統(tǒng)圖8為長(zhǎng)江330工地用的250方采石船的斗鏈拖動(dòng)系統(tǒng)圖。它

2、采用電機(jī)放大機(jī)一發(fā)電機(jī)一電動(dòng)機(jī)控制方式,兩臺(tái)斗鏈電動(dòng)機(jī)D1、D2由兩臺(tái)發(fā)電機(jī)F1及F2串聯(lián)恒流供電,發(fā)電機(jī)勵(lì)磁由電機(jī)放大機(jī)HXD供給。斗鏈采石作業(yè)時(shí),對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)提出的要求是:正向五擋變速(1.6,1.1,1.5,19及29米/分)反向一檔轉(zhuǎn)速1.6米/分,且在負(fù)荷轉(zhuǎn)矩M小于額定轉(zhuǎn)矩Me時(shí)(見(jiàn)圖9),轉(zhuǎn)速基本保持穩(wěn)定,一旦M>Me時(shí),轉(zhuǎn)速急驟下降,直至處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)(MH點(diǎn))?？刂骗h(huán)節(jié)分析(1)給定元件。由圖8(b)的控制線路3、4兩端供電給給定繞姐GDQ,作為勵(lì)磁,使放大機(jī)HXD獲得輸出電壓u,調(diào)節(jié)變阻器r可得不同的u,值。(2)測(cè)量元件(反饋元件)。為電壓截止負(fù)反饋繞組YQ及電流負(fù)反饋繞

3、組LQ組成,其磁通方向均與GDQ相反。電壓繞組YQ與來(lái)自控制線路R上的u2進(jìn)行截止比較,若由于外界擾動(dòng)使放大機(jī)輸出電壓u1升高,以至引起轉(zhuǎn)速上升,此時(shí)因u1>u2,故反饋繞組YQ有電流流過(guò),此電流產(chǎn)生的磁通削弱GQD磁通導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)電樞電壓下降,轉(zhuǎn)速減小,直主維持原轉(zhuǎn)速為止。此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)工作在圖9的AB工作段上。 電流負(fù)反饋繞組LQ的反饋信號(hào)取自主回路電機(jī)的換向極繞組HX1及HX2。它是主回路電流的函數(shù)。該繞組具有雙重作用,在M<Me時(shí),與YQ繞組起同樣作用;在M>M。時(shí)LQ產(chǎn)生強(qiáng)烈的負(fù)反饋?zhàn)饔?大大削弱GDQ燒組磁場(chǎng),至使放大機(jī)輸出電壓猛降,導(dǎo)致發(fā)電機(jī)F1及F2輸出電壓急驟下

4、跌,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨之陡降,直至堵位。此時(shí),整個(gè)系統(tǒng)工作在圖9的BC段。由以上可知,由于有了電壓、電流負(fù)反饋,特別是電流負(fù)反饋繞組,這兩個(gè)測(cè)量元件使整個(gè)斗鏈拖動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)地獲得了挖土機(jī)特性,也就是說(shuō),采用了自控系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)后,使電力拖動(dòng)滿足了變負(fù)荷的要求。(3)比較元件:本線路之比較元件不是一特定裝置,而是將各控制繞組YQ、GDQ及LQ等的信號(hào),在空間進(jìn)行磁的綜合后供給放大機(jī)作勵(lì)磁。這些控制繞組兼有測(cè)量元件及比較元件的雙重作用。(4)放少:元件為電機(jī)放大機(jī)HXD,將綜合信號(hào)放大后供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組QF1及QF2。(5)執(zhí)行元件為斗鏈直流電動(dòng)機(jī)D1及D2，改變其電樞電壓可獲得額定轉(zhuǎn)速以下的調(diào)速,調(diào)節(jié)其

5、勵(lì)磁電流可獲得額定轉(zhuǎn)速以上的調(diào)速。MATLAB仿真圖在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用實(shí)例摘要:早期運(yùn)料小車(chē)電氣控制系統(tǒng)多為繼電器-接觸器組成的復(fù)雜系統(tǒng),這種系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、體積大、成本高等缺陷,幾乎無(wú)數(shù)據(jù)處理和通信功能,必須有專(zhuān)人負(fù)責(zé)操作。將PLC應(yīng)用到運(yùn)料小車(chē)電氣控制系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車(chē)的自動(dòng)化控制,降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。PLC運(yùn)料小車(chē)電氣控制系統(tǒng)具有連線簡(jiǎn)單,控制速度快,精度高,可靠性和可維護(hù)性好,安裝、維修和改造方便等優(yōu)點(diǎn)。0 引言運(yùn)料小車(chē)是焦化廠及其它工業(yè)運(yùn)料的主要設(shè)備之一,廣泛應(yīng)用于冶金、有色金屬、煤礦、港口、碼頭等行業(yè)。該設(shè)備在整個(gè)系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用,它能否正常運(yùn)料直接影響產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量

6、?？删幊绦蚩刂破?PLC)是一種為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī),它應(yīng)用微電子技術(shù),按照用戶編制的程序?qū)崿F(xiàn)控制和數(shù)據(jù)處理的功能。由于其可靠性高、編程簡(jiǎn)單、易于維護(hù)而廣泛應(yīng)用于各種控制系統(tǒng)。本文以某焦化公司運(yùn)料系統(tǒng)為例,簡(jiǎn)要介紹PLC在焦化廠運(yùn)料小車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。1 工作原理料車(chē)軌道長(zhǎng)50 m,運(yùn)料系統(tǒng)采用單車(chē)運(yùn)料方式。由于小車(chē)在工作時(shí)是移動(dòng)的,因此,采用可移動(dòng)的電源供電。本系統(tǒng)采用軟電纜供電,軟電纜可隨小車(chē)的移動(dòng)而伸展和疊卷。根據(jù)運(yùn)料工藝要求,料車(chē)在前行或后行過(guò)程中,需遵循由慢逐漸到快、再由快逐漸轉(zhuǎn)慢的過(guò)程。小車(chē)上料控制過(guò)程為:當(dāng)料車(chē)運(yùn)行到裝料處時(shí),起動(dòng)供料膠帶,將已稱(chēng)好的原料倒入料車(chē)中

7、;裝滿料后,運(yùn)料電機(jī)帶動(dòng)料車(chē)按照慢-快-慢的規(guī)律前行,到達(dá)卸料處開(kāi)始延時(shí)倒料;倒完料后,料車(chē)再次按照慢-快-慢的規(guī)律運(yùn)行到裝料處,開(kāi)始下一個(gè)運(yùn)料周期過(guò)程。整個(gè)運(yùn)料周期可根據(jù)產(chǎn)量進(jìn)行調(diào)整,載料小車(chē)的運(yùn)行模式通過(guò)主令控制器和PLC來(lái)實(shí)現(xiàn),速度變化通過(guò)改變變頻器的頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)。同時(shí),智能主令控制器還將檢測(cè)到的料車(chē)位置以模擬信號(hào)形式送給PLC,PLC再將這些信號(hào)送給上位機(jī),通過(guò)編程軟件在上位機(jī)動(dòng)態(tài)畫(huà)面上顯示出料車(chē)的位置和狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)料過(guò)程的監(jiān)視和在線控制。2 控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)2.1 料車(chē)運(yùn)行情況料車(chē)運(yùn)行過(guò)程如圖1所示。2.2 控制要求根據(jù)生產(chǎn)工藝要求,設(shè)計(jì)出料車(chē)在運(yùn)料(前行和后行)過(guò)程中的速度變化情

8、況,如圖2所示。2.3 控制方案(1)根據(jù)料車(chē)運(yùn)料過(guò)程中速度曲線圖,確定變頻器的頻率變化情況,如圖3所示。(2)確定智能主令控制器改變速度信號(hào)的輸出點(diǎn)(圖2、圖3中的AD點(diǎn)),即一加速、二加速、一減速、二減速等信號(hào)輸出點(diǎn)。相應(yīng)的信號(hào)送給變頻器,變頻器根據(jù)這些信號(hào)改變頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)料車(chē)上料過(guò)程中由初態(tài))速1)速2)速1)停車(chē)的變化程。(3) PLC首先向變頻器發(fā)出運(yùn)行控制信號(hào)(圖4中的Q0.0正轉(zhuǎn)、Q0.1反轉(zhuǎn)),變頻器接收到運(yùn)行信號(hào)后發(fā)出輸出頻率動(dòng)作信號(hào),接著打開(kāi)抱閘,變頻器開(kāi)始起動(dòng)。主令控制器根據(jù)料車(chē)運(yùn)行位置依次輸出改變速度的信號(hào),使變頻器及時(shí)按圖3特性曲線改變頻率,從而控制料車(chē)按照?qǐng)D2特性運(yùn)行

9、。其電氣原理圖如圖4、5所示(4)根據(jù)產(chǎn)量要求,可以通過(guò)修改智能主令的速度變化信號(hào)輸出點(diǎn)和變頻器在不同階段的頻率設(shè)定值來(lái)改變料車(chē)的運(yùn)行模式和速度,從而改變料車(chē)的上料周期,以達(dá)到不同情況下煉焦生產(chǎn)工藝的要求。總結(jié)：現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)控制已成為電機(jī)學(xué)，電力電子技術(shù)，微電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，控制理論，信號(hào)檢測(cè)與處理技術(shù)等多門(mén)學(xué)科相互交叉的綜合性學(xué)科。課上老師簡(jiǎn)單介紹了運(yùn)動(dòng)控制及其相關(guān)學(xué)科的關(guān)系，隨著其他相關(guān)學(xué)科的不斷發(fā)展，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)也在不斷發(fā)展，不斷提高系統(tǒng)的安全性，可靠性，在課上跟隨老師的思路，使我對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)有了更深刻的理解。參考文獻(xiàn):1 李建興.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.2 陳伯時(shí).電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.3 吳俐君.電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)M.徐州:中