[发明专利]一种基于辨识模型的多电机同步控制方法

说明书

本发明公开了一种基于辨识模型的多电机同步控制方法，考虑到在高速及变负载情况下伺服控制系统的位置控制性能会受到影响,提出了基于辨识模型的速度给定修正算法，可以在高速变负载伺服控制系统中得到很好的应用。本发明能够有效提高系统的高速剪切精度，使系统具有快速响应性和克服带材与送料辊间打滑等干扰的能力。

技术领域

本发明涉及金属软带材高速剪切机多电机同步控制系统，特别是一种基于辨识模型的多电机同步控制方法。

背景技术

剪切机是金属软带材连续生产线上不可缺少的重要设备,其用途是用来剪切定长带材，为后续工序提供高精度的金属片等。目前，对剪切机的功能需求在不断的提高，同时也对剪切机的生产效率和加工精度提出更高的要求。剪切速度的提高以及剪切质量的提高，会带来很大的社会效应和经济效益。所以，对高速高精度金属软带材剪切系统的研究具有重要的理论意义及实际价值。

剪切机系统需要多电机协同工作才能完成剪切任务。在多电机同步控制系统中，为提高电机的控制精度、减少系统同步误差，合适的多电机控制结构发挥着越来越重要的作用，如电子虚拟主轴结构。虚拟主轴输入信号经过虚拟主轴作用后，得出单元驱动器的参考信号，即参考输入线速度和参考位置，将参考输入线速度和参考位置发送给驱动器，驱动器将接收到一致的信号。驱动器以编码器作为当前自身速度和位置的采集装置，不断对自身的线速度和位置进行速度和位置上的调整，跟踪虚拟主轴的速度和位置。每个驱动器均采取此方式跟踪虚拟主轴，从而实现众多电机的同步运行，具有响应快、同步误差小的优点。

金属软带材剪切机控制系统工作中，带材会随时间不断地消耗，重量会变轻，造成电机负载随时间变化，并且在高速剪切时容易出现送料辊与带材间打滑等问题，会造成剪切精度降低，直接影响到后续工序中成品率、成品的质量和经济效益。现大多使用基于PID的位置闭环控制，不能在线调节控制器参数，在高速且电机负载变化时，位置控制效果会变差。好的位置控制算法可以提高系统抗扰性能、提高控制精度。因此，有必要针对金属软带材高速剪切机多电机同步控制系统，在高速、变负载情况下提出新的伺服同步控制方法，有效克服高速下常规伺服控制方式位置控制精度下降及带材打滑带来的影响，实现高速、高精度的自动化生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种基于辨识模型的多电机同步控制方法，使高速剪切作业时，满足系统的剪切精度要求。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于辨识模型的多电机同步控制方法，包含以下步骤：

1)设定剪切长度、剪切数量和放卷速度；

2)根据剪切长度、剪切数量和放卷速度，计算出各个电机的速度与位置曲线以及同步点数据，采用虚拟主轴同步控制结构，将同步控制数据分别传送给放卷电机伺服驱动器、送料电机伺服驱动器和输送电机伺服驱动器，各伺服电机驱动器分别控制各伺服电机带动物料运动，在电机运行过程中，气动张力辊实时调节物料的张力，维持张力恒定，使物料平稳输送；

3)测量送料速度与长度，在长度达到设定的剪切长度的90％时，将送料电机的控制模式由同步控制模式切换到基于参数辨识的位置闭环控制模式，使用基于参数辨识的给定速度修正算法计算出电机的修正给定速度，修正给定速度加上根据设定的剪切长度规划出的送料电机的规划速度，得到送料电机的设定速度，将该设定速度传送给送料电机伺服驱动器，驱动器控制送料电机完成物料输送；

4)物料被输送到设定的剪切长度后停止运动，反馈完成信号至剪切机，完成带材剪切；

5)输送电机控制传送带按同步控制模式运行，当剪切完成后，传送带将剪切好的物料向前输送；

6)重复步骤1)～步骤5)。