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升降舞台群高精度同步控制策略研究与应用

作　者: 王启业
导　师: 李炜
学　校: 兰州理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 现代舞台机械系统升降舞台轴控制器主从同步控制混合同步控制齿隙插值算法改进型模糊同步控制器
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着科学技术的不断发展,舞台技术也取得了长足的进步。现代舞台机械系统,设备繁杂、控制点数多,只有让这些机械设备井然有序地运行,才能保证对人的安全性要求。多电机同步控制技术是舞台控制的核心技术之一,许多设备中都要用到这种控制方式,如吊杆群、升降舞台、转台等。如果这些设备不能同步运行,就会出现舞台混乱并极易造成人身伤害,导致演出失败。文中正是把升降舞台群作为研究对象,展开对多电机同步控制技术的研究与应用,主要工作如下:首先,总结分析了科学技术发展对现代舞台技术的影响,以及现代化舞台机械中电气与控制系统的特点。指出了我国与一些发达国家舞台技术的差距。其次,在实现多电机同步控制中,介绍了国外舞台技术公司常采用的轴控制器的特点和控制性能。在主从和输出耦合同步控制对比分析的基础上提出了在速度并联同步控制中引入位置输出耦合补偿控制来实现剧场中多个升降舞台的混合同步控制,仿真结果与工程应用均表明,这种方法很好的实现了多个升降台的高精度同步控制。最后,针对由多个小型升降台组成的舞台群的控制要求和特点,基于模糊控制理论,引入调整因子和插值算法,设计了一种易于在PLC中实现的改进型模糊同步控制器,理论分析和仿真结果表明,该控制器能够有效抑制由于模糊控制查询表整定不合理和维数较小造成的控制不稳定。根据国内舞台控制系统中常采用上位机+可编程控制器(PLC)+驱动单元的集散控制方式,初步给出多个小型升降台以水平和波浪两种方式运行的实现方法。

全文目录

摘要  7-8
ABSTRACT  8-10
插图索引  10-12
附表索引  12-13
第1章绪论  13-22
  1.1 课题描述  13-16
    1.1.1 课题来源  13
    1.1.2 舞台技术发展现状  13-15
    1.1.3 课题意义  15-16
  1.2 多电机同步控制技术国内外研究现状  16-20
    1.2.1 主从同步控制方式  17-18
    1.2.2 输出耦合同步控制方式  18-20
  1.3 本文的主要内容及章节安排  20-22
第2章现代舞台机械控制系统  22-34
  2.1 科学技术发展对现代舞台技术的影响  22-25
    2.1.1 计算机控制技术  23
    2.1.2 信息网络技术  23-24
    2.1.3 变频调速与数值检测技术  24
    2.1.4 冗余技术  24-25
    2.1.5 电磁兼容技术  25
  2.2 舞台机械中电气与控制系统的特点  25-28
    2.2.1 多种检测保护技术  25-26
    2.2.2 多种运行组合  26-27
    2.2.3 宽范围调速和高精度定位  27
    2.2.4 噪声控制  27
    2.2.5 干扰抑制  27
    2.2.6 安全性和可靠性  27-28
  2.3 泰州市会议中心舞台工程计算机控制系统  28-33
    2.3.1 系统硬件配置  29-30
    2.3.2 操控杆操作  30
    2.3.3 计算机操作  30-32
    2.3.4 人机界面操作  32
    2.3.5 设备控制权的分配  32-33
  2.4 本章小结  33-34
第3章升降舞台系统中多电机同步控制策略研究与应用  34-45
  3.1 升降舞台系统中常用的多电机同步控制方法  34
  3.2 应用于升降舞台机械的控制系统  34-35
  3.3 升降舞台系统结构  35-36
  3.4 多电机混合同步控制方法研究及其应用  36-44
    3.4.1 多电机混合同步控制  36-37
    3.4.2 仿真研究  37-42
    3.4.3 工程实现  42-44
  3.5 本章小结  44-45
第4章智能型升降舞台群控制方法研究与系统初步设计  45-56
  4.1 工程背景  45
  4.2 模糊控制理论简介  45-48
    4.2.1 模糊控制的定义及特点  46
    4.2.2 模糊控制器结构  46-47
    4.2.3 模糊控制器设计要求  47-48
  4.3 带调整因子的模糊控制器  48-52
    4.3.1 调整因子的自修正原则  48-49
    4.3.2 仿真研究  49-52
  4.4 基于PLC 模糊同步控制器的初步设计  52-54
    4.4.1 基于PLC 模糊控制器的基本设计方法及其存在的问题  52-53
    4.4.2 基于PLC 改进型模糊控制器  53-54
  4.5 两种不同运行方式的设计  54-55
    4.5.1 水平式  54
    4.5.2 波浪式  54-55
  4.6 本章小结  55-56
结论与展望  56-58
参考文献  58-62
致谢  62-63
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文  63

升降舞台群高精度同步控制策略研究与应用

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