控制系统仿真大作业

河南工业大学

控制系统仿真

姓名：

班级：

学号：

成绩：

2016年06月15 日

报告主要章节

第一章概述与引言

近些年来，随着科学技术的不断进步，物流行业在全世界蓬勃发展，自动化立体仓库的应用领域和范围得到了极大的扩展，自动化立体仓库的技术水平和仓储机械设备的动态性能也在不断的提高。自动化立体仓库堆垛机的速度控制控制技术是提高仓库作业效率的关键技术，一直是当前工程优化领域研究的重点。例如，在堆垛机自动控制方面还采用了激光测距定位系统、闭环变频调速系统，Profibus总线控制等先进技术。在这些控制方案中，均以输出速度为理想值，而没有考虑速度在外部和内部因素的影响下将出现扰动现象。如果输出速度在扰动的作用下偏离理想值，得不到及时的校正，将产生堆垛机的蠕动和抖动现象，降低系统定位精度和定位效率，甚至造成定位错误等故障。堆垛机的运行高效率是与自动化立体仓库的作业调度密切相关的，

所谓串级控制是在单回路PID控制的基础上发展起来的一种控制技术。串级控制针对上述情况，在原控制回路中，增加一个或几个控制副回路，用以控制可能引起被控量变化的其他因素，从而有效地控制了被控对象的时滞特性，提高了系统动态响应的快速性。

第二章各部分设计方案及工作原理

一自动堆垛机控制器的系统图

自动化立体仓库每个货物存放单元都对应精确的数据地址，从提高堆垛机作业系统的工作效率和可靠性的角度出发，利用串级控制原理和积分分离的PID算法，因此要求堆垛机每次存取货物必须快速运行而且停车要求平稳精准。

为此，设计了如下图所示的基于PID的变频调速控制系统，来实现堆垛机的快速精准定位控制。

六控制系统的流程图及响应曲线控制系统流程图：

串级控制的阶跃响应：

传统PID控制的阶跃响应：

第三章结论与展望

在这次设计中，我通过对堆垛机控制器进行串级PID控制技术的设计，了解了自动化立体仓库及堆垛机的工作原理，我结合串级控制技术和PID 控制技术，解决了由于速度扰动的影响而产生的堆垛机抖动和定位错误等问题，提高了使堆垛机的定位精度和系统运行的稳定性、可靠性。相信这次的设计将对我的以后的相关设计大有益处。