以FPGA為核心的脈沖跟蹤伺服系統(tǒng)采樣跟蹤是建立在一定的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上的,圓網(wǎng)印花機(jī)獨(dú)立傳動采樣控制系統(tǒng)可用網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)來分析,其建模有一定的難度。脈沖跟蹤法是針對單個脈沖來控制,用網(wǎng)絡(luò)控制理論來講是小時延系統(tǒng),控制精度易提高。FPGA的出現(xiàn)使得對脈沖的處理變得較容易。FPGA用于運(yùn)動控制也是一種新技術(shù),它使得建筑在現(xiàn)代控制理論或其他一些復(fù)雜控制算法基礎(chǔ)上的控制原理得以快速在線計算及進(jìn)行優(yōu)化處理,從而把許多過去認(rèn)為只能在理論上成立而在實(shí)際上無法應(yīng)用的控制原理實(shí)用化。
基于FPGA的脈沖跟蹤系統(tǒng)設(shè)計圓網(wǎng)印花機(jī)獨(dú)立傳動控制采用脈沖跟蹤原理進(jìn)行設(shè)計時,其一是專用電子齒輪,如采用常規(guī)的電子齒輪設(shè)計方法,其原理跟采樣控制沒有區(qū)別,達(dá)不到脈沖跟蹤效果。其二是結(jié)合采樣控制,實(shí)現(xiàn)加減速動態(tài)模糊控制。
結(jié)論:本文全面分析了圓網(wǎng)印花電動機(jī)獨(dú)立傳動的同步控制特性,以及產(chǎn)生套色印花誤差的原因。建立了圓網(wǎng)電動機(jī)速度伺服單元的數(shù)學(xué)模型。文章指出圓網(wǎng)印花機(jī)獨(dú)立傳動是一個多電動機(jī)隨動系統(tǒng)的雙動態(tài)同步控制系統(tǒng),當(dāng)網(wǎng)頭采用交流伺服系統(tǒng)時,應(yīng)該按照所謂的四環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計控制系統(tǒng)。針對于第4環(huán)的設(shè)計,作者提出了采樣跟蹤控制和脈沖跟蹤控制兩種控制方案:第一方案給出了部分控制框圖和主要控制算法;第二方案介紹了控制思路、基于FPGA的專用電子齒輪的設(shè)計方法,并且提出了加減速硬補(bǔ)償控制方式。其中,很多方法都已經(jīng)具體應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際系統(tǒng),有效地提高了印花精度,同時也提高了車速和產(chǎn)量,整機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)可靠。收到了比較滿意的控制效果。用FPGA設(shè)計的系統(tǒng),性能指標(biāo)高于基于采樣跟蹤設(shè)計的系統(tǒng)。下一步準(zhǔn)備把NIOS軟核嵌于FPGA,實(shí)現(xiàn)更高的控制算法。
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