[发明专利]一种非线性动态逆控制的变幅调速系统仿真模型及方法

摘要

本发明公开了一种非线性动态逆控制的变幅调速系统仿真模型及方法，采用的是基于MATLAB面向过程调速控制系统建模方法和基于Adams的多刚体运动分析的变幅工作机构的建模方法，两种模型可以无缝连接，应用此联合模型进行仿真模拟，可以替代实际的非线性动态逆控制的变幅调速系统及变幅运行机构进行性能分析和自动控制研究。

主权项

1.一种非线性动态逆控制的变幅调速系统仿真模型，其特征在于：包括调速系统模型和变幅机构模型；所述调速系统模型模拟的对象包括依次连接的操纵手柄、动态逆模型串联补偿器、PID调节器、变频器和变幅电机，还包括对变幅电机转子转速和变幅电机转子绝对转角进行测量的编码器、反馈装置和变送装置；所述编码器将实际转速通过所述反馈装置反馈给PID调节器，进而调节所述变频器的给定频率；所述编码器还将实际绝对转角通过所述变送装置变送给动态逆模型串联补偿器，进而对操纵手柄产生的输入信号进行串联补偿；仿真时，实际转速与变幅电机的输出转速一致，实际绝对转角由变幅电机输出转速积分而得；所述变幅机构模型模拟的对象是变幅电机输出轴之后实现变幅功能的工作机构，包括变幅齿轮齿条传动副和四连杆组合臂架；所述仿真模型把变幅调速系统中的用数学模型表达的动态逆模型串联补偿器直接引用过来，把被控对象变频器和变幅电动机及编码器、反馈装置和变送装置用数学环节进行模拟，把变幅机构用Adams模型进行模拟；所述仿真模型通过不同环节之间的联系以及各环节本身的特性来推导各环节的传递函数或建立恰当的数学方程；所述环节包括逆模型串联补偿环节、PID补偿环节、变频器和变频变幅电机的等效电气传动环节、变幅机构的Adams模型的变速作用对门座起重机变幅调速造成的迟滞、超调、偏离的影响；所述仿真模型的输入变量为操纵手柄产生的比例信号，代表期望的变幅速度，仿真模型的输出变量为实际的变幅速度。