多电机同步控制
简析多电机同步控制技术
简析多电机同步控制技术我国现代工业的不断发展与机械自动化技术的不断提高,很多生产场合都无法满足现代工业的发展要求,其电机控制系统要求多台电机共同驱动一台设备运作。
在整个生产过程中,应尽量满足现代工业的发展需求,确保这些电机能够协调运行,所以多电机同步控制技术的应用越来越广泛,这种技术在机械传动系统中,尤其是卷接机组中,可以通过多个电机向多个主要机组,传递其生产需要的动力,这种传动方式是控制方式上的一大创新。
一、多电机同步控制技术为了保证多电机能够实现同步控制,可以通过两种方式:机械方式和电方式。
在同步控制技术应用初期,机械同步控制技术在工业自动化生产中广泛应用。
因为机械控制方式与传动连接十分可靠,这种连接在应用初期得到了广泛应用,但是这种机械控制方式有一些常见的缺点,整个系统智能运用一台电机作为动力输出,所以动力分配到各个单元的动力功率都比较小,很难进行系统同的维修工作,且系统只能获得有效的传动范围[1]。
机械同步控制系统通过齿轮、皮带、链条这些零件进行传动,造成整个系统出现劣迹误差,所以在整个控制过程中,系统的控制精度很容易受到影响。
工作人员在一些精度要求较高的环境,电方式的多电机协调控制更加灵活,拥有更高的精度和稳定性,并能在生产实践中,逐渐被完善。
二、卷接机中同步控制技术的应用流程多电机同步控制技术一般选用YJ27卷接机组,其机械设备结构复杂,且各个鼓轮的转速间应保持精准的比例关系。
现阶段,相关单位采用的是传统的机械式齿轮传动方式对各个鼓轮进行同步控制,从而保证系统精度,对于高速环境下的齿轮,工作人员应为其设置润滑系统,确保整个系统的传动链不会太长,机构系统导致传动造成过大,在连续工作时,造成设备损坏,润滑齿轮箱容易出现漏油,以及传动误差较大等现象,设备的维修量会大幅增加,传动系统速度的波动会影响卷接机的运用功能[2]。
(一)偏差耦合结构控制工作人员以YJ27卷接机组的几个主要的工作鼓轮作为研究对象,并总结这些设备的机械传动关系,得出他们之间的速度比例,然后算出每个鼓轮的负载特点,将与之相对的永磁同步电动机作为这种设备的驱动电机,在一定环境中建立起一个鼓轮的同步控制系统的仿真模型,然后通过这种仿真模型的相关原理,运用改进型屏偏差耦合对结构进行控制,制定模糊滑模控制策略,这也是一种比较理想的控制方法[3]。
如何用一个PLC控制两个或多个伺服电机同步运行
如何用一个PLC控制两个或多个伺服电机同步运行
主电机速度改变时,其它伺服电机也跟着同步运行.
用第一个伺服驱动的输出控制第二个伺服驱动器,就可以实现同步运动了,只要要求不是太高这种方法完全可行;
同步分控制精度来确定控制方案的;
1:简单的多个伺服电机转速的同步,完全可以PLC不同输出口发同一个速度出去,这个不是跟随;
2:伺服驱动有脉冲输出功能,可以用这个控制下一台伺服的速度,这个是简单跟随;
3:相应速度和跟随精度要求很高,建议使用多轴运动控制器,以前见过派克的一款,假设有A/B/C三台伺服,使用PLC控制A伺服,然后A伺服有AB反馈,通过AB反馈到B伺服达到对B伺服的控制,再通过B伺服的反馈,接到C伺服,这样就可以达到伺服的联动及同步性,以上的联动可能有毫秒级的偏差.但是使用在一般的机床上是没有什么问题的;
方法一:在一台电机上安装编码器,通过编码器的反馈去控制进另一台电机,来达到同步;
方法二:利用运动型控制PLC,里面带有电子凸轮机构,可以进行同步跟踪控制;。
c 多电机同步算法
c 多电机同步算法
多电机同步算法是一种控制多个电机协同工作的技术。
在实际应用中,多电机同步算法主要用于确保多个电机在不同速度、不同转向的情况下,能够协同工作,实现精确的位置和速度控制。
以下是一些常见的多电机同步算法:
1.基于PID控制的同步算法:通过调整PID参数,实现对多个电机的速度和位置控制,使各电机能够协同工作。
2.基于矢量控制(场导向控制,Field-Oriented Control,FOC)的同步算法:通过将电机的磁场和转矩分别控制,实现对多个电机的精确控制。
3.基于直接转矩控制(Direct Torque Control,DTC)的同步算法:通过直接控制电机的转矩和磁场,实现对多个电机的快速、精确控制。
4.基于模型预测控制的同步算法:通过预测电机未来的状态,制定控制策略,实现对多个电机的优化控制。
5.基于模糊逻辑控制的同步算法:通过模糊规则,实现对多个电机的实时、灵活控制。
6.基于神经网络控制的同步算法:通过训练神经网络,实现对多个电机的自适应、高性能控制。
在实际应用中,根据不同的场景和需求,可以选择合适的同步算法。
需要注意的是,多电机同步算法的设计和实现需要考虑电机的特性、控制器的性能以及系统的稳定性等因素。
多电机同步操作的常识
多电机同步操作的常识多电机同步操作是指多个电机在同一工作环境下相互配合、协调工作,以实现其中一特定任务。
在很多工业生产场景中,例如自动化生产线、机械加工、食品加工等,常常需要多个电机同时工作,以提高生产效率和产品质量。
下面是关于多电机同步操作的一些常识。
1.同步操作的原理:多电机同步操作的关键在于准确控制每个电机的速度、位置和转矩。
通过给每个电机安装编码器或位置传感器,可以实时获取电机的实际运行状态,再根据需求在控制器中进行运算和调整,使得每个电机在时间上保持一致的运动方式。
2.控制方式:多电机同步操作可以通过两种控制方式实现,分别是集中式控制和分布式控制。
集中式控制是将所有电机连接到一个中央控制器,由中央控制器发送指令给每个电机,控制电机的运行。
而分布式控制则是将控制器安装在每个电机上,它们之间通过通信网络进行数据交换和指令传递。
3.控制算法:多电机同步操作的控制算法可以分为两类,即开环控制和闭环控制。
开环控制是指根据预先设定的运动规律和时间序列,通过发送相应的电机指令来控制电机的运行。
闭环控制则是通过不断地反馈电机的实际运行状态,并与预期的运行状态进行比较,对电机的运行进行动态调整和纠正。
4.传动系统的设计:多电机同步操作的设计中,传动系统的选择和设计非常重要。
传动系统包括了电机、减速器、传动带、链条和连杆等组成部分。
它们的选用和调整应能够适应电机的运行要求,以确保电机在运行中具有足够的扭矩和精确的位置转动。
5.同步误差的控制:在多电机同步操作中,由于工艺差异和系统扰动等原因,不同电机之间的运行状态很难完全一致。
此时需要通过控制器不断检测和调整电机的运行状态,以及时纠正同步误差。
常用的同步误差控制方法有前馈控制、自适应控制和模糊控制等。
6.安全保护措施:由于多电机同步操作通常涉及高功率和高速运动,因此在设计和使用中需要采取一些安全保护措施。
例如,为每个电机配备过载保护装置,当电机承受过大的载荷时能及时停止电机的运行。
舞台机械控制系统多电机同步控制分析
舞台机械控制系统多电机同步控制分析艺术表演离不开剧场的支撑,然而,在剧场中也不可缺少舞台机械。
它空间位置变化丰富、速度快慢不一,形式变化多端,所以,如何的控制舞台效果,就需要从舞台机械控制系统入手,多电机同步控制系统能够很好的满足以上多样的舞台需求,所以,必须要引起重视。
标签:舞台机械;控制系统;多电机;同步控制在控制舞台的时候,不但要依靠电机驱动装置,在舞台控制中,电机同步控制技术也是其中的核心技术之一,旋转台、防火幕、升降台等舞台设施都要由多台电机一同完成控制。
一旦没有协调控制多台电机,对演出效果必将带来很大的影响。
所以,文章通过对舞台机械控制系统多电机同步控制相关内容进行了分析。
1 多电机同步控制的相关阐述这种控制指的是在确保系统快速性与高精度的基础上,令多个电机一同工作。
电控制与机械控制是两种主要的控制方式。
初期的控制系统,经常对机械同步控制方式进行应用,对机械的传动装置进行应用,将各个运动部分连接到一块,进而完成多轴同步的目的,能够非常简单的完成这种同步操作,难度在电气系统设计中较少,所以,在设备相对固定且对控制精度要求低的场合得到了有效的应用。
机械同步控制方法在上个设计所搭建的舞台机械控制系统中得到了大量的应用。
然而,在科技不断发展的推动下,极大的提升了人们的生活质量,也将越来越高的精度要求抛向了同步控制,此外,随着电机控制技术的不断发展,从而能够同步完成多台电机的驱动,从而将同步控制精度和质量提升,这就是我们所讲的电控方式。
应用一台电机驱动电控方式的各个轴,利用主控制器,确保每个轴的电机能够协调工作,进而同步运行。
同机械控制方式进行比较,电控方式控制精度会更高,较大的同搭建灵活性,能够非常容易的改动设备,能够低成本的完成设备的维护。
2 具体的控制对策分析2.1 主从式控制在跟随原理的串联运行方式的基础上发展起来了主从控制,简单而言,就是将下一台电机的速度输入用上一台电机的速度输出,就是主动电机的速度变化由从动单机进行跟踪,进而完成同步的目的。
浅析多电机的同步控制策略析
浅析多电机的同步控制策略析摘要:本文分析了多电机同步控制技术,并讨论了控制策略和控制策略比较,同时展望了多电机的同步控制特性,如何控制多电机的同步精度已成为工业控制中的关键技术。
基于同步控制技术的理论,设计了同步控制系统的硬件平台。
在硬件平台的基础上,设计了软件部分。
通过改进同步控制算法,提高了同步精度。
关键词:多电机;同步控制;策略一、引言随着现代科学技术的发展和机电一体化水平的提高,电机已成为现代工业自动化系统中的重要执行机构。
电机由于其结构紧凑、控制方便、运行稳定、响应快等优良特性,应用于自动化程度高的场合,需要对印刷机械、制造等速度、位置、力矩等进行精确控制。
造纸机械、纺织机械、工业机器人、高速电梯、数控机床等重要行业得到广泛应用。
在许多工业自动化系统中,常常需要同时使用多个电机。
当电机之间存在速度和位置约束时,需要采用适当的控制策略来协调各电机的运行。
为了满足实际需要。
二、多电机同步控制技术多电机同步控制技术有着广泛的应用,如科学、自然科学、工程和社会。
同步控制技术是影响产品质量和生产效率的关键因素。
所谓的电机同步是指系统中的每个电机必须根据要求在自身运行和其他电机运行之间保持一定的关系。
通常有三种类型的不变关系:(1)在系统中的所有电机的速度或位移被保持相同,它是一个同步控制系统里最简单的系统。
(2)同步控制的多台电机的速度或角位移,维持一个不变的比例系数。
例如,在许多情况下,系统中的各个电机速度或位移并不要求保持同一个数据,但要求各台电机之问维持一定的比值。
(3)此外,除了上述两种情况外,还有第三种情况,在某些生产情况下,要求电机之间的速度或位移保持一个固定的差值,而不是要求它们之间保持一种比例系数。
同步控制系统的判断基于两个不同:同步差值和跟踪差值。
同步差异是电机之间的速度或位移的差异。
它反映了不同电机之间的同步。
跟踪差值是单台电机的输出值和给定值的比较,他反应的是电机本身对设定值的响应情况。
多永磁电机传动系统的同步控制策略研究
多永磁电机传动系统的同步控制策略研究多永磁电机传动系统是指由多个永磁电机组成的传动系统。
在这种系统中,多个永磁电机可以合作完成一项任务,通过协调各个电机的运行状态和输出功率,实现对传动系统的同步控制。
同步控制策略是指采用何种方法和算法来实现多永磁电机传动系统的同步控制。
下面将从传动系统调速、负载分配、控制算法等方面进行论述,总结多永磁电机传动系统同步控制策略的研究。
首先,传动系统调速是多永磁电机传动系统同步控制的关键环节。
在传动系统中,每个永磁电机都有不同的速度和转矩特性,通过控制各个电机的转速,可以实现传动系统的同步运行。
传动系统调速涉及到速度控制算法的设计和实现,可以采用闭环控制或开环控制方式。
闭环控制通过测量每个电机的转速反馈信号,并与给定的转速进行比较来调整电机输出功率,实现传动系统的同步运行。
开环控制则根据预先设定的转速模式控制各个电机的输出功率,实现传动系统的同步控制。
不同的调速方法和算法对传动系统的同步控制效果有影响,可以根据具体的应用场景选择合适的调速方法。
其次,负载分配是多永磁电机传动系统同步控制策略的另一个重要方面。
在传动系统中,不同的电机承担着不同的负载。
通过合理地分配负载,可以避免某个电机过载或负载不均衡的情况,保证传动系统的同步运行。
负载分配可以根据电机的转矩特性、转速和工作状态进行调整,可以采用静态负载分配或动态负载分配策略。
静态负载分配是根据电机的额定转矩和负载需求进行分配,而动态负载分配则是根据电机的实际转速和转矩来动态调整负载分配。
负载分配的合理性和准确性对传动系统的同步控制效果有着重要的影响,需要根据实际情况进行研究和调整。
最后,控制算法是实现多永磁电机传动系统同步控制的核心。
传统的控制算法包括PID控制、模糊控制和神经网络控制等方法。
PID控制是一种经典的控制方法,通过调整比例、积分和微分系数来实现对传动系统的同步控制。
模糊控制则采用模糊集合和模糊推理来处理传动系统的非线性和不确定性,实现同步控制。
两台电机如何通过变频器实现同步控制呢
两台电机如何通过变频器实现同步控制呢在工业控制系统中,变频器是一种常见的设备,用于控制电动机的转速和运行状态。
通过变频器,可以实现对电机的精确控制,包括速度、转矩、加速度等。
而在一些应用中,需要实现多台电机的同步控制,即多台电机的转速和运动状态保持一致。
本文将介绍如何通过变频器实现两台电机的同步控制。
首先,要实现电机的同步控制,需要确保两台电机的转速保持一致。
为此,可以将一台电机作为主电机,另一台电机作为从电机。
主电机通过变频器控制其转速,而从电机通过接收主电机的转速信号来实现同步运动。
具体实施时,可以按照以下步骤进行:1.首先,需要确保主电机的位置和转速精确可控。
可以通过编码器或位置传感器来获取主电机的位置和转速信息,并将其传递给变频器。
变频器根据这些信息来调整主电机的转速。
2.从电机需要与主电机保持同步,因此需要获取主电机的位置和转速信息。
可以通过编码器或位置传感器获取从电机的位置和转速信息,并将其传递给从变频器。
4.从变频器接收到主电机的转速信号后,根据这一信号调整从电机的转速。
从变频器将通过调整从电机的电压和频率来控制其转速,以保持与主电机的同步。
需要注意的是,在实际操作中,还需要考虑到一些因素,以确保同步控制能够稳定有效。
例如,变频器之间通信的稳定性和可靠性,编码器或位置传感器的精度和信号的及时性等。
此外,还要根据具体的应用需求和环境条件,调整控制系统的参数和算法,以实现更精确的同步控制。
通过变频器实现两台电机的同步控制,可以应用在许多工业场景中。
例如,自动化生产线中的输送带、同步驱动机械臂等。
通过有效地实现同步控制,不仅可以提高生产线的工作效率和精度,还可以减少因电机运动不同步而引起的故障和损耗。
总结起来,通过变频器实现两台电机的同步控制需要确保主电机的位置和转速精确可控,从电机通过接收主电机的转速信号来实现同步运动。
同时,还需要考虑通信稳定性、传感器精度和环境因素等因素,以优化同步控制系统的性能。
双电机同步控制原理
双电机同步控制原理
双电机同步控制原理是指通过控制两个电机的转速和位置,使它们能够协同工作,达到同步运动的目的。
这种控制方式广泛应用于机械、航空、汽车等领域,可以提高设备的生产效率和精度,降低故障率和维修成本。
双电机同步控制的实现需要依靠先进的电子技术和控制算法。
常用的控制方法包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
其中,PID控制是最常用的一种方法,它通过对电机的转速和
位置进行测量和反馈,动态调整控制信号,使两个电机保持同步运动。
模糊控制和神经网络控制则更加高级,能够处理更为复杂的控制问题。
在实际应用中,双电机同步控制需要考虑多种因素。
首先是电机的选型和匹配,需要保证两个电机具有相同的参数和性能,以便实现同步运动。
其次是传感器的选择和安装,需要精确测量电机的转速和位置,并将数据反馈给控制器。
此外,还需要考虑电源和接线等因素,以确保系统的稳定性和安全性。
总之,双电机同步控制是一种重要的技术手段,可以提高设备的生产效率和精度,广泛应用于各个领域。
随着科技的不断发展,双电机同步控制的应用前景将越来越广阔。
浅析plc控制的多电机同步系统
浅析PLC控制的多电机同步系统摘要:通过对不同控制方法的分析,介绍了利用Omron系列PLC做为主控元件的多电机同步运行系统。
关键词:PLC 同步随动闭环电动机近年来,随着我国包装,分切,印刷,涂层等行业的蓬勃发展,做为配套的电气控制环节则对产品的质量起着关键的作用,目前以PLC做为中心控制元件的设备占有相当大的比重,并以其精确的控制,稳定的工作状态占据了十分重要的地位。
而在这些控制系统中核心问题便是各动力驱动轴的同步运行,即各电机的同步运行。
本文将介绍分析几种以OMRON系列PLC作为主控元件来实现多电机同步运行的方案。
1 系统控制方案1.1 随动系统随动系统,即一台电机作为主电机,另外一台或多台作为随动电机,随动电机紧跟着主电机运行;控制系统的基本组如图1所示。
在该系统中由PLC接受来自上位机发来的控制信号,经过一定的运算转换为执行装置的控制信号,如变频器的频率,进而驱动主电机运行,通过编码器监测电机的实际运行速度,并将这一信号作为随动电机的控制命令,随动电机紧随这一速度便可实现两台电机的同步运行。
1.2 闭环系统闭环控制系统,即两台电机由同一控制器(PLC)发出控制信号,然后再各自构成闭环系统,紧随控制器发出的信号,即可实现多电机的同步运行;控制系统的基本组如图2所示。
在这个系统中由PLC接受来自上位机发来的控制信号,经过运算转换为执行装置的控制信号,同时发到两台电机的驱动器中,由于控制命令是相同的, 通过编码器监测电机的实际速度,与控制命令进行比较,构成闭环控制系统,这样只要两台电机的都紧随控制命令运行便可实现同步。
1.3 随动闭环系统随动闭环控制系统,综合了随动系统和闭环控制系统的特点,在随动控制系统的基础上构成了闭环控制。
两台电机驱动器由同一控制器(PLC)发出控制信号,并各自构成闭环系统,将辅电机的实际速度实时的与主电机进行比较,综合调整,使辅电机紧随主电机的运行速度,即可实现多电机的同步运行。
多电机同步控制程序流程
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两台电机如何通过变频器实现同步控制
两台电机如何通过变频器实现同步控制掌握要求及方式:
1两台电机同步掌握的方式是以一台为主机,另一台为从机来进行掌握。
2.同步用的变频器均采纳0-10V电压给定速度,我们使用1号电位器为主调电位器,2号,3号为微调电位器。
接线步骤:
1)分别将两台变频器的10V短接,GND短接,主调电位器1号脚接入10V,3号脚接GND,两个微调电位器1号接入主调电位器的2号脚,2号脚接入AI1,3号脚接GND,
2)运行信号分别接入D11,COM
变频器参数设置:
P0-02 命令源选择,设置成1,端子命令通道
P0-03 主频率源X选择,设置成2,AI1端子
P0-14 下限频率,设置成0.4HZ,
P0-17 加速时间设置成5S P0-18 减速时间设置成5S
启动变频器,旋动主电位器观看两台变频器的频率变化,变化是否有规律,分别通过两台微调电位器进行修正,把频率下降5HZ,再观看是否符合规律,松开运行键,变频器停止运行
留意两点:
1)多台变频器的10V端子肯定要短接,不然由于压降而导致不能正
常工作
2)同步掌握不是频率一样,是否同步的依据是线速度。
如何用一个PLC控制两个或多个伺服电机同步运行完整版
如何用一个P L C控制两个或多个伺服电机同
步运行
HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
如何用一个PLC控制两个或多个伺服电机同步运行
主电机速度改变时,其它伺服电机也跟着同步运行.
用第一个伺服驱动的输出控制第二个伺服驱动器,就可以实现同步运动了,只要要求不是太高这种方法完全可行。
同步分控制精度来确定控制方案的。
1:简单的多个伺服电机转速的同步,完全可以PLC不同输出口发同一个速度出去,这个不是跟随。
2:伺服驱动有脉冲输出功能,可以用这个控制下一台伺服的速度,这个是简单跟随。
3:相应速度和跟随精度要求很高,建议使用多轴运动控制器,以前见过派克的一款,假设有A/B/C三台伺服,使用PLC控制A 伺服,然后A伺服有AB反馈,通过AB反馈到B伺服达到对B伺服的控制,再通过B伺服的反馈,接到C伺服,这样就可以达到伺服的联动及同步性,以上的联动可能有毫秒级的偏差.但是使用在一般的机床上是没有什么问题的。
方法一:在一台电机上安装编码器,通过编码器的反馈去控制进另一台电机,来达到同步;
方法二:利用运动型控制PLC,里面带有电子凸轮机构,可以进行同步跟踪控制;。
多电机同步操作的常识
多电机同步操作的常识随着现代制造业的发展与机械控制技术的深入研究,多电机同步操作已成为当今工业自动化领域最为重要的控制技术之一。
在实际生产中,多电机同步操作能够使多个电机互相配合、协同工作,从而提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量。
本文将从多电机同步操作的原理、应用、常见问题等方面进行探讨。
一、多电机同步操作原理多电机同步操作实质上是通过对多个电机之间的相对位置关系进行精细计算和控制,使得不同电机输出的信号能够始终保持同步。
在实际应用中,多电机同步操作依赖于精准的控制算法和精确的位置反馈传感器。
简单地说,多电机同步操作可以分为两类:硬件同步和软件同步。
硬件同步指的是通过硬件电路将多个电机进行同步,实现电机在控制时采用同步脉冲信号,从而实现多电机的同步。
这种同步方式通常适用于需要高精度的控制环境,如自动化加工线等。
而软件同步则是通过计算机算法控制,实现多个电机之间软件同步。
该方法使用成本较低,可以适用于各种不同场景,如自动化生产线、机器人控制等。
二、多电机同步操作应用多电机同步操作通常适用于生产线上需要将多个电机同步控制的场景,例如切割、加工、装配等过程。
其中,多电机同步操作在包装行业中的应用尤为广泛,由于产品体积较小,高效的包装生产通常需要通过高速连续的包装过程来实现。
多电机同步操作能够保证机器运行时间和稳定性,从而提高生产效率。
另外,在机器人工业中,自动化生产链使用了许多不同的机器人,机器人之间通常需要同步工作以提高生产效率。
多电机同步操作在这种情况下可以保证不同机器人之间的动作协调,并能够实现高效的生产。
三、多电机同步操作的常见问题在实际应用中,多电机同步操作需要面对许多常见问题。
其中最为常见的问题包括:1. 时序精度问题:不完美的信号周期可能导致时序接受误差,从而导致电机同步失败。
2. 位置共振问题:多电机同步需要非常精细的位置反馈传感器,并且需要避开可能产生机械共振的频率范围。
3. 电机导致的振动问题:如果多个电机的振动不同步,则会导致整个工作环境的振动。
同轴多电机同步控制
浅谈同轴多电机同步控制在数控系统中,有时采用多台电机联动虚拟为一个坐标轴,来驱动机床坐标的运动。
最常用的多电机驱动为同步(Synchronous)运动的形式,比如,要求两台以相同的速度和位移运动的电机带动齿轮与齿条啮合作为一个坐标轴运动,这样的坐标轴被称为“同步轴”。
同步技术被广泛应用在数控技术中,比如大跨距龙门机床的龙门直线移动、大型三坐标测量机的双柱直线移动,为保持运动的均匀,都需要两个电机同步驱动。
一、同步控制系统本文主要从TFT-LCD产线内Stoker实现自动搬送的村田Crane Y-Axis四个私服电机的精确同步控制来讨论,使用在伺服系统中的驱动电机要求具有响应速度快、定位准确、转动惯量较大等特点。
现在我们所需要讨论的是为什么四个伺服电机的转速、定位达到同步,如图1所示。
图1实现同步一般有两种方法:一是机械同步:同步系统由机械装置组成。
这种同步方法容易实现,但机械传动链复杂,传动件加工精度要求高,所需的零件多,难以更换传动比,且占用的空间大。
二是电伺服同步:同步系统由控制器、电子调节器、功率放大器、伺服电机和机械传动箱等组成。
所需机械传动链简单、调试方便、精度高、容易改变电子齿轮比。
在电伺服同步系统中,“同步”的概念是指系统中具有两个或两个以上由电子控制的伺服放大器和伺服电机组成的“控制对象”,其中一个为“主(Master)控制对象”,另外一个或多个为“从(Slave)控制对象”,控制量为机械的位移或速度(对旋转运动为转角或转速)。
通过控制器使“从控制对象”和“主控制对象”的输出控制量保持一定的严格比例关系,这种运动系统称为同步系统。
一般同步系统的输出控制量为位置和速度。
前面所提到的“同步轴”,“主控制对象”与“从控制对象”的输出控制量相等。
为了简化讨论,同步系统中的控制装置可被简化为具有一个积分环节的位置系统,其框图如图2所示。
其中KV为简化后控制装置的位置控制器的开环增益,XC、XO为位置输入、输出;FC为速度指令,Δ为位置误差,KF为速度环增益。
多电机同步运动控制技术综述
多电机同步运动控制技术综述1. 本文概述随着现代工业自动化的快速发展,多电机同步运动控制技术在诸多领域,如机器人、数控机床、生产线自动化等方面得到了广泛应用。
本文旨在对多电机同步运动控制技术进行全面的综述,以期为读者提供清晰、系统的技术理解和应用指导。
本文将简要介绍多电机同步运动控制技术的基本概念和原理,包括其定义、发展历程以及主要的应用场景。
接着,本文将重点分析多电机同步运动控制技术的关键技术和挑战,如同步策略、误差补偿、动态性能优化等。
本文还将对多电机同步运动控制技术的不同实现方法进行比较和评价,包括传统的PID控制、现代的控制算法如模糊控制、神经网络控制等。
在综述的过程中,本文将结合近年来国内外在多电机同步运动控制技术方面的重要研究成果和案例,深入剖析其技术特点、应用效果以及可能的发展方向。
本文将总结多电机同步运动控制技术的发展趋势和前景,以期对未来的研究和应用提供参考和启示。
通过本文的综述,读者可以对多电机同步运动控制技术有一个全面、深入的了解,为实际应用和研究提供参考和指导。
2. 多电机同步运动控制的基本原理首先是速度同步控制。
在多电机系统中,为了实现同步运动,需要确保各个电机的转速一致。
这通常通过采用速度反馈控制策略来实现,即通过传感器实时检测电机的实际转速,并与期望的转速进行比较,然后根据误差调整电机的控制输入,使其逐渐接近期望的转速。
其次是位置同步控制。
除了速度同步外,位置同步也是多电机同步运动控制中的重要方面。
为了确保各个电机在运动中保持相对位置不变,需要采用位置反馈控制策略。
这通常通过编码器或传感器实时检测电机的实际位置,并与期望的位置进行比较,然后根据误差调整电机的控制输入,使其逐渐达到期望的位置。
最后是力同步控制。
在某些多电机系统中,除了速度和位置同步外,还需要实现力的同步。
例如,在机器人抓取物体时,需要确保各个电机产生的合力与期望的抓取力一致。
这通常通过力传感器实时检测物体受到的力,并根据误差调整电机的控制输入,使其产生的合力逐渐接近期望的抓取力。
多电机协同控制的研究
课题的研究背景
随着工业自动化的发展,多电机协同控制普遍应 用于印刷设备、造纸机、垂直升船机、精密加工机床 等制造与生产过程自动化控制系统中。在传动控制系 统中,一般都要求各电机之间保持同步运行关系。多 台电机之间协调运行性能的优劣直接影响系统的可靠 性和控制精度等。因此,多电机驱动系统中同步协调 控制一直是运动控制研究领域的重要课题之一,具有 非常重要的现实意义和应用价值。
针对这一现象,耦合控制思想应运而生。20世纪80年 代以来,国内外许多学者在围绕双轴同步,双轴跟踪的交 叉耦合控制进行了研究,其中以Koren为代表及KulKami和 Srinivasan等人在此后的十多年里,先后发表了十余篇关 于交叉混合控制的研究论文,从而为多轴耦合补偿控制的 研究与应用奠定了基础。此后,Hua YiChuang等又把自适 应前馈控制策略用到交叉耦合控制、双轴同步控制中,以 提高动态响应和抗干扰能力。
多电机协同控制的分类
1. 协同控制系统中的各台电机具有相同的速度,这是 通常的狭义的协同,也是最简单的协同控制系统;
2. 协同控制系统中多台电机的转速保持某一固定比例 同步运转,如同步轧机、造纸机、纺织染整机械等;
3. 协同控制系统中多台电机输出轴的转角(位移)按要求 在不同的速度下保持恒定的速差,如精密数控加工 设备、纤维缠绕编织设备、机器人控制等。
【3】张莉,李彦明,马培荪等.基于模糊PID控制器 的多电机同步控制装置的应用[J].工业仪表与自动化 装置,2003
【4】南余荣.多电机传动系统协调控制及其在直进式 拉丝机中的应用[D].浙江,浙江工业大学,2007
【5】孙江.多电机同步协调控制系统的研究[J].太原, 太原科技大学,2009
第二种方式: 第一台电动机为主电动机,最后一台电 动机为从电动机。而其余的电动机充当双重角色,既 是主电动机,又是从电动机。
多电机同步传动控制器设计分析
组成。 4 个非缓冲I c 通道各 自具有一个捕捉寄存器 , 当输入引脚发生动作事件 时, 会将引脚电平变化那一时刻定时计数器的值捕获到相应的捕捉寄存器
中。 其它 4 个缓 冲I c 通道 除 了各 自具有 一个 捕捉 寄存 器外 , 每个通 道 还有 一个
期望速度, 则从轴速度可以紧密跟踪主轴 , 即主从式同步控制策略。 通过大量实验发现: 单纯的速度跟踪, 将导致跟踪轴的码盘输出脉冲频率
4 . 3 多 电机 同步 控制
多 电机 的 同步控 制可 以采 用虚 拟轴方 式和 主从 方式 。 虚拟轴 的含义 相 当于设 定一个 速度 , 每个 电机轴 都跟踪 这个 “ 虚 拟轴 ” , 相
对“ 虚拟轴” 调整, 并通过这个“ 虚拟轴” 作为两轴之间的联系。
主从方 式将期望速 度设置 为一个可变 的量 , 把主轴 测量的速 度作为从轴 的
持最 高 1 0 K Hz 的脉宽 调制 。 电机驱 动模 块 见图3 。
3 . 2 电机 速度和 位置 的测 量
电机运行时最重要的两个参数就是速度和位置 在两 电机速度达到同步 的条件下, 还要逐步完善位置同步, 才能使两 电机达到近乎完全同步的效果。 位置同步控制就是根据码盘产生的脉冲来判断电机转过的角度 , 以此作为调
科 学论 坛
l 叠
C h i n a s c i e n c e a n d T e c h n o l o g y R e v i e v
由于pwM信号的 占空比与速度信息成正 比, 因此 , 直接 将测得 周期与 P WM占空比进行拟合 , 测量的周期值 ( y )与P WM的占空比 ( x ) 之间呈现如
缓冲器称为保持寄存器 , 它允许在不产生中断的条件下, 连续捕捉两次不同
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multiple axes to improve the synchronization accuracy. In 1980, a cross-coupled controller for dual-axis feed drive systems was introduced by Koren [2] for the synchronization motion of two independent motion axes. Based on the coupling between two different axes, other approaches [3-5] were also proposed to compensate the synchronization errors in different systems. To handle more general coordinated systems in motion control, Chiu and Tomizuka [6] formulated the coordination control of multiple motion axes in a geometrical framework for three dimensional curves. With this framework, different researchers started to porpoise various cross-coupled controllers that reduce the contour error of multiple motion axes in mechanical systems. Xiao et al. [7] proposed a generalized synchronization controller for multi-axis motion system by incorporating cross-coupling technology into optimal control architecture. Jeong and You [8] applied a cascaded control structure to compensate both acceleration and position. Thus, the robustness of speed of each axis against disturbances and synchronization errors can be guaranteed. In 2003, Sun [9] applied the adaptive control method into the position synchronization of multi-robot for assembly tasks. In this paper, we investigated the synchronization of a three actuator system. The loading of the individual axis changes under different operating conditions. As the inertia and viscous damping of the multi-axis motion system become time varying, controller with a fixed structure might not be able to provide the same performance under different operating condition. Especially, some system parameters vary while the multi-axis system is under operation. Therefore, it is necessary to develop a controller that is capable to deal with the changing parameters and still maintain the accuracy. Two different type controllers were studied to evaluate the synchronization performance: a feedback controller with cross-coupling dynamics in the feedback loop and an adaptive controller that compensates the varying parameters. The proposed adaptive controller tries to reduce or eliminate possible uncertainties through a learning mechanism. By learning from the past information, uncertainties can be reduced and thus better performance can be expected. The organization of this paper is as following. The modeling process is introduced in the second section. The third
Adaptive Control of Sychronization for Multi-Axis Motion System
Marvin H.-M. Cheng Sirajus Salekeen
Dept of Mech. and Elec. Engr Tech Georgia Southern University Statesboro, GA, USA {hmcheng, ssalekeen} @
Ezzat G. Bakhoum
Dept of Electrical Engineering University of West Florida Pensacola, FL, USA ebakhoum@
Cheng-Yi Chen
Dept of Electrical Engineering Cheng-Shu University Kaohsiung, Tpaper investigate on motion synchronization of multiple axes systems. Two different control strategies, a crosscoupling controller in feedback loop and an adaptive controller, were used to synthesize the synchronization compensator with the cross-coupling dynamics among the axes. By using these strategies, the asymptotic convergence of both tracking and synchronization errors are achieved. The comparison of the two controllers of the nominal plant is discussed. Experimental results of a three-axis motion system that include system uncertainties are also illustrated to verify the effectiveness of the proposed approach. Index Terms—position synchronization, linear quadratic control, cross-coupling dynamics.
I. INTRODUCTION In industrial manufacturing systems, such as machine tools and plotters, one often encounters situations in which two or more axes need to be coordinated. With the increasing demand of manufacturing platforms with multiple robotic arms or conveyers, motion synchronization of multi-axis movement has drawn much more attention recently. The synchronization may be linear or rotary motion. When two or more axes of motion are involved in a single movement, the system is employing multi-axis motion. The need for multi-axis synchronization arises whenever the axes must move together. In such kind of control applications, the system performance depends more on the coordination of multiple motion actuators rather than individual motion actuator. For instance, the position coordination during motion may be required to avoid collision if some interlocking parts exist in the system. These kinds of demands for improvements in system performance lead to the research activities in this area. Since 1980s, it has been known that the coordination performance can be improved by compensating the differences in dynamics of individual actuators [1]. Nevertheless, the early researches did not take the coupling among different axes into consideration and the controllers were still synthesized independently. The diminished dimensional accuracy in those systems due to the poor synchronization of relevant axes was recognized. Therefore, different research groups have proposed various coordinating schemes and cross-coupled controllers for