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動(dòng)態(tài)同步問題分析為了對(duì)網(wǎng)頭交流伺服系統(tǒng)的控制進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析和設(shè)計(jì)，通常需對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的物理性質(zhì)有個(gè)正確的認(rèn)識(shí)，分析其各個(gè)環(huán)節(jié)的工作特性，并從中推導(dǎo)出數(shù)學(xué)模型，我們才可能運(yùn)用各種分析方法和計(jì)算工具，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析和綜合。在實(shí)際系統(tǒng)中，由于存在多個(gè)電氣環(huán)節(jié)和機(jī)械環(huán)節(jié)，影響系統(tǒng)性能的因素很多，要想把各因素全部考慮在內(nèi)，固然模型很準(zhǔn)確很全面，但往往太復(fù)雜，不夠?qū)嵱?，所以在系統(tǒng)允許的情況下，忽略一些次要因素，采用適當(dāng)簡(jiǎn)化的數(shù)學(xué)模型，從而達(dá)到模型的簡(jiǎn)化和準(zhǔn)確性之間的折衷。

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們選用安川公司全數(shù)字式交流伺服驅(qū)動(dòng)器系列和配套交流伺服電動(dòng)機(jī)構(gòu)成系統(tǒng)的速度伺服單元。

交流伺服位置控制內(nèi)部框圖當(dāng)交流伺服工作位置控制模式時(shí)，其內(nèi)部框圖如所示。把交流伺服系統(tǒng)作為整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)環(huán)節(jié)，可把它看作速度伺服單元，其本身具備三環(huán)，即電流環(huán)、速度環(huán)及位置環(huán)。通過調(diào)節(jié)生產(chǎn)廠商所提供的各種參數(shù)，如位置環(huán)增益、速度環(huán)增益和積分時(shí)間常數(shù)、速度前饋等，使速度伺服單元工作在最佳狀態(tài)。在實(shí)際應(yīng)用中，我們不需對(duì)其三環(huán)進(jìn)行逐一的詳細(xì)分析，而只需將其看成整個(gè)控制系統(tǒng)的一個(gè)環(huán)節(jié)，將其等效簡(jiǎn)化，方便系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)。

我們知道，控制對(duì)象的描述方式有時(shí)域和頻域2種，模型的獲取也有2種途徑：一是測(cè)試法，通過實(shí)驗(yàn)手段測(cè)出對(duì)象輸入輸出的關(guān)系，這種方式對(duì)復(fù)雜對(duì)象較為合適，但往往由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備、手段的限制而難以實(shí)現(xiàn)；二是機(jī)理法，即通過分析已知參數(shù)建立固有部分的數(shù)學(xué)模型，這種方法一般只能在近似的條件下用于不太復(fù)雜的場(chǎng)合。在本次設(shè)計(jì)中，由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，不可能完成通過測(cè)試法來確定速度伺服單元的數(shù)學(xué)模型，因此采用銘牌數(shù)據(jù)推導(dǎo)和輔助實(shí)驗(yàn)測(cè)試的方法來導(dǎo)出其近似模型。實(shí)踐證明，這種方法完全可行。

通過大量的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及MATLAB軟件的激勵(lì)響應(yīng)仿真，確定速度伺服單元的開環(huán)傳遞函數(shù)近似等效為：G（S）=195S2+13S+19根據(jù)控制系統(tǒng)理論，單靠速度伺服單元自身的調(diào)節(jié)作用，在加減速動(dòng)態(tài)過程中，是不可能達(dá)到系統(tǒng)控制要求的，此時(shí)必須設(shè)計(jì)外部位置調(diào)節(jié)器，使系統(tǒng)的控制性能趨于最佳狀態(tài)。由上分析可知，本系統(tǒng)的主要任務(wù)是如何在固有的三環(huán)上外加第四環(huán)位置調(diào)節(jié)器從而構(gòu)成所謂的四環(huán)控制系統(tǒng)。

控制策略圓網(wǎng)跟隨導(dǎo)帶的采樣跟蹤控制所謂采樣跟蹤就是根據(jù)采樣定理，把導(dǎo)帶編碼器反饋的脈沖以一定的采樣周期T獲得，然后根據(jù)一定的算法發(fā)出同步脈沖給下位同步子系統(tǒng)。

采用圓網(wǎng)跟隨導(dǎo)帶的常規(guī)PID控制的快動(dòng)態(tài)速隨動(dòng)控制系統(tǒng)。對(duì)于線性時(shí)不變模型的被控對(duì)象，適當(dāng)?shù)恼≒ID的3個(gè)參數(shù)，可以獲得比較滿意的控制效果。但由于在實(shí)際圓網(wǎng)的控制過程中，圓網(wǎng)頭驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特性和相應(yīng)的參數(shù)受不可預(yù)測(cè)因素的影響，更增加了實(shí)際同步控制的難度，降低了實(shí)際的控制精度，從而直接影響印花的精度。

采用模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高精度控制在實(shí)際模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)中，可以根據(jù)控制系統(tǒng)的理想狀況設(shè)計(jì)參考模型和自適應(yīng)控制算法。模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上可分為內(nèi)，外2個(gè)環(huán)路，內(nèi)環(huán)是由對(duì)象和控制器組成的常規(guī)反饋回路，外環(huán)是調(diào)整控制器的自適應(yīng)回路，它的任務(wù)是計(jì)算廣義偏差，在按選定的設(shè)計(jì)方法綜合出控制器參數(shù)，用于修改內(nèi)環(huán)的控制器。此項(xiàng)任務(wù)可采用DSP實(shí)現(xiàn)。

采用模糊推理功能實(shí)現(xiàn)PID參數(shù)自整定控制系統(tǒng)應(yīng)用模糊推理功能實(shí)現(xiàn)PID參數(shù)自整定的控制器，它是在常規(guī)PID調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)之上，采用模糊推理思想，根據(jù)不同的和|E|和|EC|，對(duì)PID參數(shù)KP、KI、KD進(jìn)行在線自整定的模糊控制器。其結(jié)構(gòu)由2個(gè)部分組成：常規(guī)PID控制部分和模糊推理的參數(shù)校正部分。