双电机同步驱动系统控制参数整定研究

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1、机械设计与制造第11期MachineryDesign&Manufacture12014年11月双电机同步驱动系统控制参数整定研究郭丽莎，关立文，蔡钊勇，黄克(1．清华大学机械工程系，北京100084；2．电子科技大学机械电子工程学院，四川成都611731)摘要：工业发展的要求使得双(多)电机的运用越来越广泛。双电机同轴驱动的控制系统是一种典型的多通道多控制器系统，为了获得优良的控制性能，有必要对其控制器参数的整定进行研究。采用单弹簧一双惯量块模型对系统进行建模后，首先采用传统遗传算法，对多通道多控制器系统的

2、控制器参数进行整定；然后从系统整体性能的角度出发，利用带精英策略的非支配排序遗传算法对系统控制器参数进行多目标整定。仿真结果表明：采用双通道联合整定，可以获得比采用单通道独立整定更好的控制效果；采用带精英策略的非支配排序遗传算法对多目标和多通道多控制器系统的控制参数整定。可以使双电机同步驱动系统获得良好的动态和同步性能。关键词：同步控制；PID整定；遗传算法；多目标；NSGA_ll中图分类号：TH16；TP27文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)11-0001—04ResearchonCo

3、ntrolParameterTuningofDual-MotorSynchronousDrivingSystemGUOLi—sha，GUANLi—well，CAIZhao-yong，HUANGKe(1．DepartmentofMechanicalEngineering，TsinghHaUniversity，Beijing100084，China；2．SchoolofMeehatroniesEngineering，UniversityofElectronicScienceandTechnology，Sichu

4、anChengdu611731，China)Abstract：Withtherapiddevelopmentofindustry，dual／multi-motorcontrolhasbeenappliedextensiveZy．Inordertoachieveexcellentpegormo~e，itisnecessarytostudythetuningofthemulti-channel／controllerparameters，whichistypicallyusedindualcoaxialdrive

5、motorsystem．Itmodeledthesystemwithsinglespringanddoubleinertiablocks．Andusingtraditionalgeneticalgorithm，thecontrolparametersofthemulti-channel／controllersystemweretuned．Thenconsideringtheorerdlperformo~eofsystem，amethodtotunecontrolparametershasbeenpropos

6、edusingNon—DominatedSortingGeneticAlgorithm-II(NSGA-II)rmuhi-obj’ectivesystem．Simulationsshowthatthemethodtotunedual—channeltogethercanaccomplishbetterpegormoneethanthatofsingle-channelseparateBesides，italsoillustratesthattheapplicationofNSGA——IIallowsdual

7、·—motorsynchronousdrivesystemthesatisfyingdynamicandsynchronizationpe~formanceinthecaseoftuningforthemulti-objectiveandmulti-channel~controllersystem．KeyWords：SynchronousControl；PIDTuning；GeneticAlgorithm；Multi-Objective；NSGA-H1引言参数整定方法咆括Ziegler-Nichols(Z—

8、N)经验公式法、临界灵敏度法和ISTE最优设定方法等。但是，在控制系统复杂或者应用在在自动化生产领域，单电机驱动方式在远距离、大负载以及多通道多控制器系统上时，这些常用的整定方法会受到一定的限多变量控制等场合中，已难以满足现代工业的发展要求。为节约制，整定效果不佳。成本，提高运行可靠性及稳定性，保证精度要求，实现大功率运行，尤其在三自由度转台、载人离心机吊篮、龙门机床等设备中，遗传算法(GeneticAlgori