阀门生产线控制系统的设计及仿真
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典型案例 ｌＡ Ｅ ＳＳ Ｃ
阀门生产线控制系统的设计及仿真
文 ／袁 玉 苹 潘 海 涛
消 防 阀 门是 安 装 在 通 风 、空 调 、 防排 烟 系 统 的 风 管 路
上 ， 平 时 呈 开 启 状 态 ，火 灾 时 当管 道 内气 体温 度 达 到 一 定 温 度 时 自动 关 闭 ，起 隔 烟 阻 火 作 用 。 为 了提 高 消 防 阀 门 的
整 体 性 能 ， 阀 门 制 造 业 必 须 不 断 的 提 高 产 品 的 加 工 制 造 工
弯 、最 后 铆 接 成 型 。 生产 线 由Ｐ Ｃ 行 集 中控 制 ，使 各设 备 Ｌ进
（ 开 卷 机 、 校 平 机 、冲 击 汽 缸 等 ）协 调 运 行 ；利 用 触 摸 如 屏 （ＭＩ 的 良好 人 机 界 面 ， 对Ｐ Ｃ 的数 据 进 行 实 时显 示 、 Ｈ ） Ｌ中 记录 ，并 控 制整 个 系 统运 行 。 ２各 工 位 自动 控 制原 理 ． 以冲 孔 工 位 为 例 说 明 ，其 他 工 位 （ 三 角 工 位 、冲 一 冲 字 口工位 、 切 断 ／裁 边 工 位 ） 自动 控 制 原 理 基 本 一 样 。根
艺 水 平 。 传 统 的 工 艺 是 利 用 开 卷 机 将 板 料 冲 剪 成条 料 再 手 动 焊 接 成 阀 门体 ，靠 简 易定 位 块 及 经 验 定位 ， 准 确 度 低 ，
劳 动 强 度 大 ， 阀 门焊 接 位 置 缝 隙 大 ，产 生很 大 的 噪 卢 。 而
且 早 期 的 开 卷 设 备 多用 普 通 剪 板 机 ，经 常 出现 各 种 人 身 事
据 产 品 设 计 图 样 ，决 定 各 个 冲 孔 动 作 距 电气 零 点 的距 离 ，
故 ， 为 了 保 证 工 人 的人 身 安 全 ， 实现 开卷 自动 化 ， 开 卷 机 在Ｈ Ｉ 设 定 实 际伺 服 电动机 的脉 冲 数 ，在 本 次 伺 服 电动 机 Ｍ上
结 合 电子 计 算 机 进 行 自动 控 制 是 一 个 发展 方 向 ， 在 工 业 生 产 中 得 到 了广 泛 应 用 。本 文 首 先 通 过 对 国 内外 阀 门 现状 的 分 析 ，确 定 了生 产 线 系 统 的 总体 方 案 。采 用 交 流 伺 服 电动 定 位 完 成 后 ， 即冲 孔 位 置 已经 达 到 冲 头 下 时 ，伺 服 电动 机 延 时停 止 ，Ｐ Ｃ 电磁 阀通 电 ，冲 击 汽 缸 以 高速 推 动 冲头 ， Ｌ使 冲 出 一 个 孔 。在 冲 击 汽 缸 到 达 最 高 速 后 （ 孔 完 成 后 ） ， 冲
机 及 与 其 匹 配 的驱 动 器 作 为 执 行 机 构 ，并 设计 了 交 流 伺 服 位 置 开 关 动 作 ，Ｐ Ｃ 电磁 阀断 电 ，汽 缸 回位 ，完 成 一个 工 Ｌ使
系 统 的 供 电 电路 和 控 制 电路 ；板 料 的冲 孔 、 剪 切 是 通 过 冲
位 的控 制 ，这 样 汽缸 的减 速 行 程和 反弹 行 程 减 为０ 提 高 了 ，
击汽 缸 来 完 成 。 其 次生 产 线 中 的Ｐ Ｃ 用三 菱 Ｆ ２ 系 列 和 专 冲 孔 质 量 。 Ｌ应 ＸＮ
用 的 定 位 模 块 作 为 核 心 控 制 器 ，完 成 了伺 服 控 制 系 统 的 硬 件 设 计 ； 编 制 了相 应 的 系 统 控 制 程 序 ； 同 时 为 了 更 方便 的 更 改 程 序 、 生 产 不 同类 型 的 阀 门体 ，选 用 了西 门 子 触 摸 屏 作 为 人机 界 面 并 对 其 进 行 了设 计 。最 后 为 了达 到更 好 的 定 位 精 度 ，利 用 Ｓ Ｎ Ｕ Ｉ Ｋ 块 通 过 对 生 产 线 的 Ｐ Ｄ 节 回 路 ＩＭＬＮ 模 Ｉ调 进 行 了仿真 。
二 、 阀 门 生 产 线 的硬 件 设 计
阀 门生 产 线 控 制 系 统 的控 制 任 务 为 ：根 据 转 速 信 号 ， 驱 动 伺 服 电 动 机 在 给 定 转 速 下 可 靠 运 行 ，通 过 传 感 器 对 伺 服 电 动机 的 监 测 ， 确 保 伺 服 电动 机 安 全 运 行 ，并 应 具 备 良 好 的人 机 界面 。 为 了满 足 上 述 要 求 ，采 用 可 编 程 序 控 制 器 作 为 控 制 器 ， 在 阀 门生 产 线 控 制 系 统 中 ， 需 要 ４ 个 输 入 ８
一
、
消 防 阀 门生产 线 控 制 系 统 的 组成 及 原 理
点 ，４ 个 输 出 点 ， 控 制 一 个 交 流 伺 服 电动 机 ；根 据 要 求 的 ０ Ｉ／Ｏ 点数 再 加 上２ ％ ３ ％的备 用量 ，确 定Ｐ Ｃ 数 ； 根据 以 ０￣ ０ Ｌ点
１生 产 线系 统 的 组成 ． 自动 消 防 阀 门 的 生 产 是 以阀 门体 自动 生 产 ，辅 助 其 他
上 要 求 ， 选 用 三 菱 电 动 机 的三 菱 Ｆ ２ 一 ８ Ｒ 编程 序 控 制 ＸＮ ４Ｍ 可 器 ，其 配 置 主要 包 括 Ｃ Ｕ 块 、数 字 量输 入 模 块 （ Ｉ 、数 字 Ｐ模 Ｄ）
量 输 出模 块 （Ｏ 、 模 拟 量 输 入 模 块 （ Ｉ Ｄ） Ａ ）、模 拟 量 输 出模 块 （Ｏ 以及 电源模 块 。触 摸 屏 主 要用 于 Ｐ Ｃ Ａ） Ｌ 的监 视 与 控 制 ，可 以通 过 其 显 示 屏 ， 以形 象 的 文 字 、 指 示 灯 、动 画 、 曲线 等
构 成 零 件 阶段 生产 的 生 产 模 式 ， 阀 门体 自动 生 产 是 核 心 。
自动 线 是 利用 Ｐ Ｃ Ｌ 把各 部分 的动 作 按 要 求协 调 起 来 ， 形成 自
动 生 产 过 程 ， 核心 是机 械 动 作 和 自动 控 制 有 机 结 合 ；利 用
交 流 伺服 电动 机 形成 闭环控 制 。
送 料 装 置 由机 械 系 统 结 构 、 驱 动 单 元 和 控 制 单 元 三 部 形 式 监 视 Ｐ Ｃ Ｌ 内部 寄 存 器 或 继 电器 的 数 值 及 状 态 。 与 此 同
分 组 成 。机 械 系 统 结构 由开 卷机 、 送 料 机 、链 传 动 机 构 等 组 成 ；控 制 系 统 由Ｐ Ｃ、触 摸 屏 （ Ｍ ） Ｌ Ｈ Ｉ 、交 流 伺 服 系 统和 冲 时 ，也 可 以通过 输 入 单 元 （ 如触 摸 屏 、 键 盘等 ） 向Ｐ Ｃ 入 Ｌ写
工作 参数 或输 入 操 作 命 令 ，从 而 使 操 作 人 员能 够 自如 地 控
击 汽 缸 等 组 成 ；开 卷 机 把 钢 卷 展 开 ， 通 过 送 料 机 把 展 开 的 制 机 器 设 备 。根 据 上 述 要求 ，本 控 制 系统 采 用 了ｓＩ Ｍ Ｓ Ｅ Ｅ 公
钢 板 校 平 后 送 到下 一道 工序 ， 进 行 去 角 、 切 口 、冲 孔 、下 料 四个 工 步 ，再 由输 送 装 置 送 到 下 一 道 工 序 进 行 翻 边 、折 司 的Ｓ Ｍ Ｔ Ｃ Ｐ ７ Ｂ 摸 屏 ；人 机 设 备 和 下位 机 的通 信 是通 ＩＡ ＩＴ １０ 触 过Ｐ ｃ／Ｍ 适配 器 和 Ｒ ２ ２电缆 来 实 现 的 。 ＰＩ Ｓ３
Ｉ ｓ ＳＩ ｌ Ｅ 典型案例 ｌ
三 、 Ｓ ｍｕ ｉ ｋ 真 ｉ ｌ 仿 ｎ
设 计 工 作 完 成 以后 ，可 以利 用 计 算 机 把 数 学 模 型 在 各 种 信 号及 扰 动 作 用 Ｆ的 响 应 进 行 测 试 分 析 ， 确 定 所 设 计 的 系统性能是否符合要求，并且加以修正使其进一步完善，
透 厦传愿器
以寻求 达 到 最 佳 的拧 制 效 果 。 Ｓ ｍ １ ｎ 是Ｍ ｔ Ｗ ｒ ｓ 司 ｉ ｕ ｋ ａ ｈ ｏ ｋ 公 ｉ
于 ｌ ９ 年 推 出 的 品 ， 卞 要 用 于 在 Ｍ ｔ ａ 下 建 立 系 统 框 图 ９０ ａ ｌｂ
图 １ 伺 服 电动 机 系 统 的仿 真 结 构 图
和 仿真 环 境 ，可 以实现 动 态 系统 的建模 、仿 真与 分 析 。 １控 制 系 统数 学 模 型 的确 定 ． 数 学 模 型丰 要 的表 现 形 式 足 系 统 的传 递 函数 ， 目前 主 要 的几 种 传 递 函数 有 以 下几 种 ：
有延迟的
（（ ）
对 伺 服 电 动 机 系 统 模 型 进 行 了 仿 真 ， 仿 真 采 用 Ｓ ｒ ｉ ｋ 供 的ｏ ｅ ５ 法 ，采 样 频 率 为 １ ０ Ｈ 。 施 ｌ 幅 ｉａ ｎ 提 ｕｌ ｄ４ 算 ００ ｚ Ｊ ｊ ｕ
值为ｌ ｒ／ｍ ｎ 阶 跃 信 号 ， 得 到 系 统 的 响 应 曲 线 ， 如 图 ２ ｉ的 所
示 。 图 中 曲线 Ｉ 末 施 ） Ｐ Ｄ 制 的响 应 曲线 ， 曲线２ 施 力ｌ 为 Ｊ Ｉ控 Ｈ 为 ｌ Ｐ Ｄ 制 的响 应 曲线 ，Ｐ取 为３ Ｉ控 。
（） １
‘ 惯性 环 节 ： 阶
图２ 示 的 是控 制系 统 在 Ｐ 啪 制 器 作 用 下 的 单 位 阶 跃 所 Ｉ 响 应 ，仿 真 结 果表 明 ，未 施 ） Ｐ Ｄ 制 的响 应 曲线 ，调 整 时 Ｊ Ｉ控 Ｉ Ｉ
有 延 迟 的 二阶 惯 性环 节 ：
Ｇ ‘
Ｇ‘ 一 可
－
。
（ ２ ）
（） ３
间 １ ３ △ ＝ ． ５ 。 采 用 Ｐ Ｄ 制 ， 显 示 好 的 单 位 阶 跃 响 ． ｓ（ ０ Ｏ ） Ｉ控 应 ， 上升 时 间 ０ ４ ｓ 调 整 时 间 ０ ７ Ｓ（ Ｏ ０ 二 ．５ ， ． ５ Ａ＝ ． ５） ， 有 更 快 的动 态 响应特 性 。
有延 迟 的ｎ 惯件 环 节 ： 阶
对 于 般 的 工 业 拧 制 系 统 ， 并 不 要 求 非 常 精 确 的 被 控
正常生产 时 ，电动机速度 为１ ０ ０ｒ／ｍｉ ５ ｎ，启 动 时 速 度 变 化 如 ３ 示 ， 从 图 ３ 以看 出 ，速 度 变 化 趋 势 呈线 性 所 可 化 ，满 足 生 产 要 求 。生 速 时 间 小 ｊ６ ，有 更 高 的稳 定 性 ， Ｓ
误 差 小 十 ０ Ｏ Ｓ ．ｌ。
对 象 模 型 ， 因 此 在满 足 精 度 要 求 的情 况 卜 常 采 用低 阶 传 ＾ ，
递 函 数 来 拟 合 被 控 对 象 根 据 实 际 生 产 线 控 制 系 统 的特 点 ， 本 文选 用 一阶 的 传 递 函 数 。 由交 流 伺 服 电动 机 的 参 数
可 知 传 递 函 数 为 Ｇ（） － － ｅ。＿ ＿
Ｐ Ｄ 制 是 ＿ 程 实践 中应 用最 广 泛 的 一 控 制 规律 ，它 Ｉ控 ｒ 种 将 偏 差 的 比例 、 秋 分 和 微 分 通 过 线 性 组 合 来 构 成 控 制 量 ，
Ｅ
Ｅ
撂
埘 被控 对 象 进行 控 制 。 Ｐ Ｄ 制 规律 为 ： Ｉ控
Ｋ 斗
输 入 ；Ｋｐ 比例 系 数 ，无 量 纲 ； 为
微 分 时 问常 数 。 成 传 递 函数 的 形式 为 ：
］
（ ４ ）
为
时间 ｓ
式 中 ： Ｕ ｔ 为 控 制 器 的 输 出 ；ｅ（） 偏 差 ， 是 控 制 器 的 （） ｔ为
为 积 分 时 间 常数 ；
薯
Ｊ 一 一 ＋ Ｔ （ ＫＩ １ 、 ） Ｉ ¨ １
（ ５ ）
二
Ｐ Ｄ 制 器 各 环 节 中 的 比 例 环 节 ， 成 比 例 反 映 控 制 系 统 Ｉ控 的 偏 差 信 号 ， 偏 差 旦 出 现 ， 控 制 器 立 刻 产 生 作 用 ， 以 减
＿ ＼
小 偏 差 。平１ 环 节 用 丁 消 除静 差 ， 积 分 作用 的 强 弱 主 要取 Ｊ分 决 十积 分 时 问 常 数 ７ ， ＿ 越 大 ， 积 分 作 用 越 弱 ， 反之 则 越
阀门生产线控制系统的设计及仿真
文 ／袁 玉 苹 潘 海 涛
消 防 阀 门是 安 装 在 通 风 、空 调 、 防排 烟 系 统 的 风 管 路
上 ， 平 时 呈 开 启 状 态 ，火 灾 时 当管 道 内气 体温 度 达 到 一 定 温 度 时 自动 关 闭 ，起 隔 烟 阻 火 作 用 。 为 了提 高 消 防 阀 门 的
整 体 性 能 ， 阀 门 制 造 业 必 须 不 断 的 提 高 产 品 的 加 工 制 造 工
弯 、最 后 铆 接 成 型 。 生产 线 由Ｐ Ｃ 行 集 中控 制 ，使 各设 备 Ｌ进
（ 开 卷 机 、 校 平 机 、冲 击 汽 缸 等 ）协 调 运 行 ；利 用 触 摸 如 屏 （ＭＩ 的 良好 人 机 界 面 ， 对Ｐ Ｃ 的数 据 进 行 实 时显 示 、 Ｈ ） Ｌ中 记录 ，并 控 制整 个 系 统运 行 。 ２各 工 位 自动 控 制原 理 ． 以冲 孔 工 位 为 例 说 明 ，其 他 工 位 （ 三 角 工 位 、冲 一 冲 字 口工位 、 切 断 ／裁 边 工 位 ） 自动 控 制 原 理 基 本 一 样 。根
艺 水 平 。 传 统 的 工 艺 是 利 用 开 卷 机 将 板 料 冲 剪 成条 料 再 手 动 焊 接 成 阀 门体 ，靠 简 易定 位 块 及 经 验 定位 ， 准 确 度 低 ，
劳 动 强 度 大 ， 阀 门焊 接 位 置 缝 隙 大 ，产 生很 大 的 噪 卢 。 而
且 早 期 的 开 卷 设 备 多用 普 通 剪 板 机 ，经 常 出现 各 种 人 身 事
据 产 品 设 计 图 样 ，决 定 各 个 冲 孔 动 作 距 电气 零 点 的距 离 ，
故 ， 为 了 保 证 工 人 的人 身 安 全 ， 实现 开卷 自动 化 ， 开 卷 机 在Ｈ Ｉ 设 定 实 际伺 服 电动机 的脉 冲 数 ，在 本 次 伺 服 电动 机 Ｍ上
结 合 电子 计 算 机 进 行 自动 控 制 是 一 个 发展 方 向 ， 在 工 业 生 产 中 得 到 了广 泛 应 用 。本 文 首 先 通 过 对 国 内外 阀 门 现状 的 分 析 ，确 定 了生 产 线 系 统 的 总体 方 案 。采 用 交 流 伺 服 电动 定 位 完 成 后 ， 即冲 孔 位 置 已经 达 到 冲 头 下 时 ，伺 服 电动 机 延 时停 止 ，Ｐ Ｃ 电磁 阀通 电 ，冲 击 汽 缸 以 高速 推 动 冲头 ， Ｌ使 冲 出 一 个 孔 。在 冲 击 汽 缸 到 达 最 高 速 后 （ 孔 完 成 后 ） ， 冲
机 及 与 其 匹 配 的驱 动 器 作 为 执 行 机 构 ，并 设计 了 交 流 伺 服 位 置 开 关 动 作 ，Ｐ Ｃ 电磁 阀断 电 ，汽 缸 回位 ，完 成 一个 工 Ｌ使
系 统 的 供 电 电路 和 控 制 电路 ；板 料 的冲 孔 、 剪 切 是 通 过 冲
位 的控 制 ，这 样 汽缸 的减 速 行 程和 反弹 行 程 减 为０ 提 高 了 ，
击汽 缸 来 完 成 。 其 次生 产 线 中 的Ｐ Ｃ 用三 菱 Ｆ ２ 系 列 和 专 冲 孔 质 量 。 Ｌ应 ＸＮ
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二 、 阀 门 生 产 线 的硬 件 设 计
阀 门生 产 线 控 制 系 统 的控 制 任 务 为 ：根 据 转 速 信 号 ， 驱 动 伺 服 电 动 机 在 给 定 转 速 下 可 靠 运 行 ，通 过 传 感 器 对 伺 服 电 动机 的 监 测 ， 确 保 伺 服 电动 机 安 全 运 行 ，并 应 具 备 良 好 的人 机 界面 。 为 了满 足 上 述 要 求 ，采 用 可 编 程 序 控 制 器 作 为 控 制 器 ， 在 阀 门生 产 线 控 制 系 统 中 ， 需 要 ４ 个 输 入 ８
一
、
消 防 阀 门生产 线 控 制 系 统 的 组成 及 原 理
点 ，４ 个 输 出 点 ， 控 制 一 个 交 流 伺 服 电动 机 ；根 据 要 求 的 ０ Ｉ／Ｏ 点数 再 加 上２ ％ ３ ％的备 用量 ，确 定Ｐ Ｃ 数 ； 根据 以 ０￣ ０ Ｌ点
１生 产 线系 统 的 组成 ． 自动 消 防 阀 门 的 生 产 是 以阀 门体 自动 生 产 ，辅 助 其 他
上 要 求 ， 选 用 三 菱 电 动 机 的三 菱 Ｆ ２ 一 ８ Ｒ 编程 序 控 制 ＸＮ ４Ｍ 可 器 ，其 配 置 主要 包 括 Ｃ Ｕ 块 、数 字 量输 入 模 块 （ Ｉ 、数 字 Ｐ模 Ｄ）
量 输 出模 块 （Ｏ 、 模 拟 量 输 入 模 块 （ Ｉ Ｄ） Ａ ）、模 拟 量 输 出模 块 （Ｏ 以及 电源模 块 。触 摸 屏 主 要用 于 Ｐ Ｃ Ａ） Ｌ 的监 视 与 控 制 ，可 以通 过 其 显 示 屏 ， 以形 象 的 文 字 、 指 示 灯 、动 画 、 曲线 等
构 成 零 件 阶段 生产 的 生 产 模 式 ， 阀 门体 自动 生 产 是 核 心 。
自动 线 是 利用 Ｐ Ｃ Ｌ 把各 部分 的动 作 按 要 求协 调 起 来 ， 形成 自
动 生 产 过 程 ， 核心 是机 械 动 作 和 自动 控 制 有 机 结 合 ；利 用
交 流 伺服 电动 机 形成 闭环控 制 。
送 料 装 置 由机 械 系 统 结 构 、 驱 动 单 元 和 控 制 单 元 三 部 形 式 监 视 Ｐ Ｃ Ｌ 内部 寄 存 器 或 继 电器 的 数 值 及 状 态 。 与 此 同
分 组 成 。机 械 系 统 结构 由开 卷机 、 送 料 机 、链 传 动 机 构 等 组 成 ；控 制 系 统 由Ｐ Ｃ、触 摸 屏 （ Ｍ ） Ｌ Ｈ Ｉ 、交 流 伺 服 系 统和 冲 时 ，也 可 以通过 输 入 单 元 （ 如触 摸 屏 、 键 盘等 ） 向Ｐ Ｃ 入 Ｌ写
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击 汽 缸 等 组 成 ；开 卷 机 把 钢 卷 展 开 ， 通 过 送 料 机 把 展 开 的 制 机 器 设 备 。根 据 上 述 要求 ，本 控 制 系统 采 用 了ｓＩ Ｍ Ｓ Ｅ Ｅ 公
钢 板 校 平 后 送 到下 一道 工序 ， 进 行 去 角 、 切 口 、冲 孔 、下 料 四个 工 步 ，再 由输 送 装 置 送 到 下 一 道 工 序 进 行 翻 边 、折 司 的Ｓ Ｍ Ｔ Ｃ Ｐ ７ Ｂ 摸 屏 ；人 机 设 备 和 下位 机 的通 信 是通 ＩＡ ＩＴ １０ 触 过Ｐ ｃ／Ｍ 适配 器 和 Ｒ ２ ２电缆 来 实 现 的 。 ＰＩ Ｓ３
Ｉ ｓ ＳＩ ｌ Ｅ 典型案例 ｌ
三 、 Ｓ ｍｕ ｉ ｋ 真 ｉ ｌ 仿 ｎ
设 计 工 作 完 成 以后 ，可 以利 用 计 算 机 把 数 学 模 型 在 各 种 信 号及 扰 动 作 用 Ｆ的 响 应 进 行 测 试 分 析 ， 确 定 所 设 计 的 系统性能是否符合要求，并且加以修正使其进一步完善，
透 厦传愿器
以寻求 达 到 最 佳 的拧 制 效 果 。 Ｓ ｍ １ ｎ 是Ｍ ｔ Ｗ ｒ ｓ 司 ｉ ｕ ｋ ａ ｈ ｏ ｋ 公 ｉ
于 ｌ ９ 年 推 出 的 品 ， 卞 要 用 于 在 Ｍ ｔ ａ 下 建 立 系 统 框 图 ９０ ａ ｌｂ
图 １ 伺 服 电动 机 系 统 的仿 真 结 构 图
和 仿真 环 境 ，可 以实现 动 态 系统 的建模 、仿 真与 分 析 。 １控 制 系 统数 学 模 型 的确 定 ． 数 学 模 型丰 要 的表 现 形 式 足 系 统 的传 递 函数 ， 目前 主 要 的几 种 传 递 函数 有 以 下几 种 ：
有延迟的
（（ ）
对 伺 服 电 动 机 系 统 模 型 进 行 了 仿 真 ， 仿 真 采 用 Ｓ ｒ ｉ ｋ 供 的ｏ ｅ ５ 法 ，采 样 频 率 为 １ ０ Ｈ 。 施 ｌ 幅 ｉａ ｎ 提 ｕｌ ｄ４ 算 ００ ｚ Ｊ ｊ ｕ
值为ｌ ｒ／ｍ ｎ 阶 跃 信 号 ， 得 到 系 统 的 响 应 曲 线 ， 如 图 ２ ｉ的 所
示 。 图 中 曲线 Ｉ 末 施 ） Ｐ Ｄ 制 的响 应 曲线 ， 曲线２ 施 力ｌ 为 Ｊ Ｉ控 Ｈ 为 ｌ Ｐ Ｄ 制 的响 应 曲线 ，Ｐ取 为３ Ｉ控 。
（） １
‘ 惯性 环 节 ： 阶
图２ 示 的 是控 制系 统 在 Ｐ 啪 制 器 作 用 下 的 单 位 阶 跃 所 Ｉ 响 应 ，仿 真 结 果表 明 ，未 施 ） Ｐ Ｄ 制 的响 应 曲线 ，调 整 时 Ｊ Ｉ控 Ｉ Ｉ
有 延 迟 的 二阶 惯 性环 节 ：
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有延 迟 的ｎ 惯件 环 节 ： 阶
对 于 般 的 工 业 拧 制 系 统 ， 并 不 要 求 非 常 精 确 的 被 控
正常生产 时 ，电动机速度 为１ ０ ０ｒ／ｍｉ ５ ｎ，启 动 时 速 度 变 化 如 ３ 示 ， 从 图 ３ 以看 出 ，速 度 变 化 趋 势 呈线 性 所 可 化 ，满 足 生 产 要 求 。生 速 时 间 小 ｊ６ ，有 更 高 的稳 定 性 ， Ｓ
误 差 小 十 ０ Ｏ Ｓ ．ｌ。
对 象 模 型 ， 因 此 在满 足 精 度 要 求 的情 况 卜 常 采 用低 阶 传 ＾ ，
递 函 数 来 拟 合 被 控 对 象 根 据 实 际 生 产 线 控 制 系 统 的特 点 ， 本 文选 用 一阶 的 传 递 函 数 。 由交 流 伺 服 电动 机 的 参 数
可 知 传 递 函 数 为 Ｇ（） － － ｅ。＿ ＿
Ｐ Ｄ 制 是 ＿ 程 实践 中应 用最 广 泛 的 一 控 制 规律 ，它 Ｉ控 ｒ 种 将 偏 差 的 比例 、 秋 分 和 微 分 通 过 线 性 组 合 来 构 成 控 制 量 ，
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埘 被控 对 象 进行 控 制 。 Ｐ Ｄ 制 规律 为 ： Ｉ控
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微 分 时 问常 数 。 成 传 递 函数 的 形式 为 ：
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时间 ｓ
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（ ５ ）
二
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＿ ＼
小 偏 差 。平１ 环 节 用 丁 消 除静 差 ， 积 分 作用 的 强 弱 主 要取 Ｊ分 决 十积 分 时 问 常 数 ７ ， ＿ 越 大 ， 积 分 作 用 越 弱 ， 反之 则 越