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        ITAE最優(yōu)設計方法在行車控制系統(tǒng)中的應用

        2011-07-07 08:48:52尚亞銳馬勝毅尹紹清
        制造業(yè)自動化 2011年21期
        關鍵詞:吊鉤重物階躍

        尚亞銳,馬勝毅,尹紹清

        (1.西北工業(yè)大學 明德學院,西安 710124;2.西安優(yōu)勢環(huán)境專業(yè)設備有限公司,西安 710065)

        1 技術要求

        某車間行車空間高度10米,水平運物距離20米,吊運重物升降速度規(guī)定為0.2~2米/分鐘,天車水平運行速度規(guī)定為0.2~3米/分鐘。速度根據情況設定。動態(tài)過程為:超調σ%=0,調節(jié)時間ts≤2秒,行車上裝有升降電動機一臺,水平電動機一臺,行程兩端設置有接近開關,電動機帶有制動器,其運行示意圖如圖1所示。

        圖1 天車吊運重物示意圖

        2 運行過程

        當天車位于左端起始位置x=0,y=0,水平電動機制動器工作,行車固定在左端不動,升降電動機制動器工作吊鉤不動。當接通升降電動機電樞電壓Ury+,制動器松開,電動機轉動(設為逆時針方向),勻速放下吊鉤,直到接近開關K5接通,電動機停轉,制動器工作,在30秒內掛上重物,然后自動接通電動機電樞電壓Ury-,制動器松開,電動機順時針方向轉動將重物升至x=0處,接近開關K3接通,斷開電動機電樞電壓Ury-,制動器工作,電動機停轉,重物位于左上方。此時自動給水平電動機加電壓Urx+,制動器松開,水平電動機驅動天車載著重物勻速向右運動,直到最右端接近開關K2接通,電動機停止。小車固定在x=xmax位置,接著給升降電動機接通電源Ury+,電動機勻速將重物下將,直到K6接通,電動機停轉等待30秒,將重物取下運走,然后給升降電動機Ury-,電動機將吊鉤升至y=0處,K4接通,升降電動機停轉,接著自動接通水平電動機電源Urx-,使小車向左勻速運動直到左端停下。

        3 校正裝置設置

        設行車水平運動控制系統(tǒng)結構如圖2所示。

        圖2 天車水平運動控制系統(tǒng)結構圖

        求出開環(huán)傳遞函數

        未校正系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數為:

        4 仿真計算的的響應特性

        4.1 不加干擾力矩

        當行車運行時,不加干擾力矩(行車空載)的simulink仿真圖如圖3所示,其單位階躍響應曲線如圖4所示。

        圖3 不加干擾力矩的simulink仿真圖

        圖4 不加干擾力矩的單位階躍響應圖

        4.2 加干擾力矩

        當行車運行時,加干擾力矩(行車進行運物)的simulink仿真圖如圖5所示,其單位階躍響應曲線如圖6所示。

        圖5 加干擾力矩的simulink仿真圖

        圖6 加干擾力矩的單位階躍響應圖

        5 結論

        從圖4和圖6可以看出,行車運物系統(tǒng)通過ITAE最優(yōu)傳遞函數方法設計后,行車的運行不受運載物體的形狀、大小、重量的影響,達到預期平穩(wěn)運行的效果。

        [1] 胡壽松.自動控制原理[M].北京:科學出版社.2007.

        [2] 陳隆昌,閻志安,劉新正.控制電機[M].西安:西安電子科技大學出版社.2000.

        [3] 鐘肇新,彭侃.可編程控制器原理及應用[M].廣州:華南理工大學出版社.1994.

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