圆网印花机可拓智能同步控制策略的可行性研究

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圆网印花机印花精度和印花质量的高低很大程度上受进布、印花、烘房、落布各单元直流电机同步的影响,因而直流电机的同步调速性能便成为了印花系统中的关键问题之一。传统的转速—电流双闭环直流调速采用的是PI控制器,在圆网印花工艺这样一个强非线性、时变的系统中存在一定的局限性。如参数整定繁琐、不具备在线调节的自适应能力、难以处理被控对象平稳性、快速性和准确性多种性能指标之间的矛盾等。为此,本课题设计了一种基于可拓学理论的可拓智能控制器用于直流电机同步调速,具体的研究工作有一下几个方面:⑴结合传统PID算法、模糊理论、可拓控制算法,设计出多模态可拓智能同步控制器,拓展系统的控制域,实现多项性能指标要求。其模态切换开关通过提取系统特征信息,从而建立特征状态关联函数来实现。通过将多模态可拓智能同步控制器分别应用于线性系统、非线性系统和大时延系统的控制,仿真实验证明取得了理想的控制效果。在此过程中设计的GUI仿真演示界面可以直观地显示出控制器结构及控制效果。⑵以荷兰斯托克圆网印花机为例,在MATLAB/SIMULINK仿真环境下,构建了圆网印花机直流电机调速模型。用S函数编写了可拓智能控制器的核心算法,并与传统的双闭环PI控制器、模糊PID控制器进行了比较。仿真结果验证了可拓智能控制策略的有效性及其优越性。⑶对可拓智能同步控制策略进行优度评价,优度评价方法是可拓学中对一个对象,包括事物、策略、方法等优劣进行评价的基本方法。通过计算优度,并与另外两种控制策略进行比较,量化地呈现出三种控制策略的优劣差异,也提供了一种对控制策略优化改进的思路。本课题借鉴了自可拓学及可拓控制理论提出以来,国内外诸多学者已取得的成果。通过以上研究工作,围绕圆网印花机直流电机同步调速这一课题,在基元理论和可拓集理论的基础之上,融合传统的控制算法、模糊理论和自适应理论等,提出了可拓智能控制策略并构建了多模态可拓智能同步控制器。通过仿真结果比较分析证明了该控制策略的优越性,即能有效地处理系统控制过程中的平稳性、快速性和精确性多指标之间存在的矛盾问题。
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