经编机伺服控制系统的参数调节方法.pdf
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1、第2 9 卷第1 0 期 2 0 0 8 年l O 月 纺织学报 J o u m a lo fT e x t i l eR e s e a r c h V 0 1 2 9N o 1 0 0 c t 2 0 0 8 文章编号:0 2 5 3 9 7 2 1 1 2 0 0 8 ) 1 0 0 1 0 2 0 4 经编机伺服控制系统的参数调节方法 孔震,蒋高明,夏风林 ( 江南大学纺织服装学院,江苏无锡2 1 4 1 2 2 ) 摘要介绍伺服控制系统在经编行业的使用现状,阐述经编机伺服控制系统参数调节的理论,提出较为系统的 符合经编伺服控制系统使用要求的参数调节方法建立了由K o l l m o
2、r g e n 公司I L l 8 0 3 0 A 1 型伺服电机和C D 5 系列伺 服驱动器组成的伺服控制系统平台,讨论实际参数调节中的具体问题。通过对实验采集的运动曲线进行分析,指 出进一步的解决方案。曲线分析表明,所研究的方法对经编机伺服系统进行参数调节可完全达到经编生产的 要求。 关键词经编机;伺服控制;参数调节;P D F F 控制 中图分类号:T S1 8 4 1 1 l 文献标识码:A P a r a m e t e r sa d j u s t i n gm e t h o d so fw a r pk n i t t i n g s e r v o c o n t r o
3、ls y s t e m K O N GZ h e n ,J I A N GG a o m i n g ,X I AF e n g l i n ( c o 如鲈o fT e x t i l ea n dG a r m e n t ,J i a n g n a nU n i v e r s i t y ,W u x i ,J i a n g s u2 1 4 1 2 2 ,C h i n a ) A b s t r a c tT h i sp a p e ri n t r o d u c e st h ec u r r e n ts t a t u so ft h eu s eo f8 e l
4、V O - c o n t r o ls y s t e mi nw a r pk n i t t i n gf i e l d , e l a b o r a t e st h eg e n e r a lt h e o r yo fp a r a m e t e ra d j u s t m e n t ,a n dp r o p o s e sam e t h o dw h i c hi ss y s t e m i ca n ds u i t st ot h e w a r pk n i t t i n gs e r v o c o n t r o ls y s t e m I t e
5、 s t a b l i s h e sa l l e x p e r i m e n t a lp l a t f o r mc o n s i s t i n g o f K o l l m o r g e n C o r p o r a t i o n7 sI L l 8 0 3 0 A 1s e r v om o t o ra n dC D 5s e r i e ss e r v od r i v e r d i s c u s s e st h es p e c i f i cp r o b l e ma r i s i n gf r o m t h er e a la d j u
6、s t i n gp r o c e s s ,a n a l y s e st h em o t i o nd i a g r a ma n do b t a i n sf u r t h e ra d j u s t m e n tm e t h o d s C u r v ea n a l y s i s s h o w st h a ta d j u s t i n gt h ep a r a m e t e r so fw a r pk n i t t i n gs e r v o c o n t r o ls y s t e ma c c o r d i n gt ot h em
7、e t h o dg i v e ni nt h i s p a p e rc a nf u l l ym e e tp r o d u c t i o nr e q u i r e m e n t s K e yw o r d sw a r pk n i t t i n gm a c h i n e ;s e r v o - c o n t r o l ;p a r a m e t e r sa d j u s t i n g ;P D F Fc o n t r o l 自动控制系统在经编机上的应用大大提高了经 编机的自动化水平和生产能力,尤其在经编电子送 经、电子横移及电子牵拉等方面。这些
8、技术的日益 成熟使生产和操作变得简单,机器的整体性能得以 大幅提升。对国内现有的经编机进行改造,逐步实 现自动控制的功能,以满足产品开发的需要,这符合 我国经编行业的特点。目前,国内关于这方面的开 发尚属起步阶段,与国外先进水平存在较大差距,对 该技术进行研究,加快自主开发,具有很大的现实 意义。 当前,在经编机上使用的伺服电机有旋转型和 直线型2 种,其中旋转型伺服电机广泛用于电子送 经、电子牵拉和电子横移等方面,而直线型伺服电机 主要用于高速经编机的电子横移机构和多梳花边机 的地梳横移机构。对伺服电机进行参数调整是开发 的关键所在。本文从伺服电机的参数调节出发,提 出经编机控制用伺服电机的
9、参数调节方法,并对实 际测量曲线进行分析,得到了进一步的改进方案。 1 伺服电机参数调节的基本理论 经编机伺服控制系统的框图如图1 所示,由主 控制单元发出指令给伺服驱动器,驱动器通过计算 给伺服电机以一定的电压,驱动伺服电机的运动,伺 服电机再通过编码器向伺服驱动器反馈实际运行的 位置等信息,这样在伺服控制系统内部实现闭环控 收稿1 3 期:2 0 0 7 1 1 1 2修回1 3 期:2 0 0 8 0 4 0 3 作者简介:孔震( 1 9 8 4 - - ) ,男,硕士生。主要研究方向为计算机在经编中的应用。蒋高明,通讯作者,E - m a i l :j i a n g 5 2 6 e
10、l l 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第l O 期 孔震等:经编机伺服控制系统的参数调节方法 1 0 3 。 制。最外层的执行机构不断地向主控制单元反馈位 置信息,实现全闭环的控制系统。 图1经编机伺服控制系统框图 F i g 1 C o n t r o ld i a g r a mo fw a r pk n i t t i n gs e r v o - c o n t r o ls y s t e m 根据实际需要,伺服控制系统可以选用速度
11、模 式、位置模式或转矩模式1 。在经编伺服控制系统 中,采用位置模式实现精确的位置定位,在位置模式 下,伺服系统一般包含3 个反馈回路,由内至外分别 为电流回路、速度回路和位置回路。 电流回路的功能是按命令信号调节电机电流, 分别用于控制电机的三相,在使用伺服电机实现位 置控制时,一般无需对电流回路进行调整,伺服驱动 器可根据输入的电机型号来自动设置电流环的各项 参数。速度环的作用是调节电机的速度,通过旋转 变压器或编码器反馈信号来计算电机的实际速度, 速度命令来自用户输入或位置环的输出。最外层的 位置回路用作保持电机轴的位置,同样通过各种编 码器的反馈来确定电机实际位置。位置回路根据实 际需
12、要可以将输入信号作为脉冲方向计数器、加减 脉冲计数器或编码器跟随器读取。 2 伺服电机参数调节的方法 2 1 伺服控制环说明 本文的参数调节方法和运动图像的采集均基于 K o l l m o r g e n 公司的I L l 8 0 3 0 A 1 型伺服电机( 连续推力 为1 8 4N ,峰值推力为3 6 0N ) 和S e r v o s t a rC D 5 系列驱 动器构成的交流伺服控制系统。速度环的调节可以 选用P I 、P D F F 、P P 这3 种控制方式中的1 种,根据经 编生产中电子送经、电子横移的独特要求,选用速度 调整快和命令跟随精度,并能适应负载不断变化的 P D
13、F F 控制器,位置环的调节则采用带有速度和加速 度前馈的P I D 控制。其中P D F F 控制器的结构如图2 所示。 P D F F 控制器的控制算法公式为 r l l m d = ( K ,il ( V o m d V f b ) d t + K 俯V o m d 一) K v p J 0 ( 1 ) 式中:,酬为命令电流;V o 一为命令速度;为当前速 度;K 。为积分系数;K 。为比例系数;K m 为前馈增益 注:P “一命令速厦;K ,i 一积分系数;X m 一前馈增益系数; K 。一比例系数;,删一命令电流;V s 一当前速度。 图2 P D F F 控制器结构图 F i g
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- 经编机 伺服 控制系统 参数 调节 方法
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