变速算法在舞台吊杆控制中的应用.pdf

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1、2012年第5期工业仪表与自动化装置·43·变速算法在舞台吊杆控制中的应用赵庆国，胡心科(1．陕西省石油化工研究设计院，西安710054；2．兰州理工大学，兰州730050)摘要：传统舞台吊杆控制系统多采用匀速控制，存在吊杆定位误差大，零速停靠不易实现等缺点。该文介绍了舞台吊杆变速控制方案，重点介绍了变速算法的应用与实现，实验结果表明，该算法可以使吊杆实现零速制动，减小定位误差。关键词：吊杆控制；变速算法；零速制动中图分类号：TP302文献标志码：B文章编号：1000—0682(2012)05—00

2、43—03TheapplicationoftransmissionalgorithminstageboomcontrolZHA0Qingguo，HUXinke。(1．ShaanxiResearchDesignInstituteofPetroleumandChemicalIndustry，Xi'an710054，China；2．LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou730050，China)Abstract：Traditionalstageboomcontrolsy

3、stemadoptinguniformcontrol，forthiskindofcontrolmethodforboompositioningerror，zerospeedparkingisnoteasytorealizesuchshortcomings．Thispa—perintroducesstagetransmissioncontrolprogram，introducestheapplicationandrealizationofvariablespeedalgorithm．Theexperi

4、mentalresultsshowthatthealgorithmcanmaketheboomtoachievezerospeedbrake，reducinglocationerror．Keywords：boomcontrol；transmissionalgorithm；zerospeedparking0引言制动段，其速度曲线如图所示。随着人们文化生活水平的提高，对舞台演出节目的质量要求越来越高。舞台的现代化、智能化是必然的发展趋势J。当前国内舞台机械控制系统多采用匀速控制方案，由于受到吊杆运动惯性

5、和机械延时等方面因素的影响，吊杆不能实现精准定位。同时，匀速控制在电机停止时，钢丝的张力变化剧烈，从而引起钢丝绳摆动，影响舞台机械设备的使用寿命。该文采用CAN总线控制变频电机，实现对吊杆的变速控制，最大化的实现零速制动，将吊杆运动惯图l理想吊杆制动速度曲线性和机械延时的影响降到最低，使吊杆实现精准定逐渐减速段，0≤t≤t，，速度逐渐从额定转速下位，极大地改善了系统的稳定性。降，速度曲线为一条抛物线：1吊杆变速运动模型V1(t)=V一kt该文主要针对吊杆制动过程进行速度控制。制加速度为一条直线：动过

6、程包括3个阶段：逐渐减速段、匀减速段、零速a1(t)=一2kt匀减速段，t≤t≤t：，速度持续下降，速度曲线收稿日期：2012—04—26是斜率为一a的直线：作者简介：赵庆国(1969)，男陕西省富平人，工程师，现从事电气及自控工程设计调试。2(t)=1(t1)一aB(t—t1)=一～a(t—t1)·44·工业仪表与自动化装置2012年第5期加速度恒定不变，a=一a速度。如果不采用定时器进行时间计算，也可用位零速制动段，t≤t≤t，速度逐渐减少，最终实移通过s(t)公式计算出时间t，当0≤￡≤t时，

7、带入现零速制动，其速度曲线为一条反抛物线，此时加速(t)公式，计算出速度；当计算出t=t时，用s(t)度为：公式计算出时间t，当t≤t≤t时，带入(t)公式，a3(f)=一a+2k(t—t2)计算出速度；当计算出t：t时，用s，()公式计算出速度为：时问t，当t2≤t≤t3时，带人v(t)公式，计算出速一度。算法可设计成为子程序，流程如图2所示。3(t)=2(t2)+J口3(t)dt：2(t2)一om(t—JI2t2)+(t—t2)由于速度和加速度是平稳连续变化的，且速度最终逐渐减少至零速，这样可以

8、有效地减少吊杆运动惯性带来的定位影响，提高了系统的稳定性，延长了电机的使用寿命。2变速算法的实现由于速度曲线和加速度曲线是连续的，所以在t=l时，a1(t1)=a2(t1)，解得：amtl=当t=t时，速度为0，于是有3(t3)：2(t2)一a(t3一t2)+(t3一t2)=0(1)图2变速算法子程序流程图此时加速度也为0，故a3(t3)=一a+2k(t3一t2)=0，得到：3系统硬件设计amt3-t2=(2)根据舞台吊杆控制系统需求，控制系统需要通过变频器对吊杆进行