基于模型参考自适应的钢圈机排丝控制研究-陈作超.docx
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1、分类号 _ 密级 U D C _ 学 位 论 文 基于模型参考自适应的钢圈机排丝控制研究 作 者 姓 名 指 导 教 师 : 申请学位级别 : 学科专业名称 : 论文提交曰期 : 学位授予日期 : 评阅人: 陈作超 钱晓龙副教授 东北大学信息科学与工程学院 硕士 学 科 类 别 : 工 学 控制理论与控制工程 2010年 6月 15日论文答辩日期: 2010年 7月 3日 2010年 7月 答员会主席:刘建昌教授 井 兀 伟 教 授 吴 丽 娟 教 授 东北大学 2010年 6月 A Thesis for the Degree of Master in Control Theory and C
2、ontrol Engineering Research of Tire Wire Bead Control System Based on Model Reference Adaptive Control By Chen Zuochao Supervisor: Associate Professor Qian Xiaolong Northeastern University June 2010 独创性声明 本人声明,所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得 的研究成果除加以标注和致谢的地方外,不包含其他人己经发表或撰写过 的研究成果,也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同
3、工 作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示 谢意。 学位论文作者签名 : 化祖 曰 期:q、吆 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论 文的规定:即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将 学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。 作者和导师冋意网上交流的时间为作者获得学位后: 半年 - -年口 一年半 两年 学 位 论 文 作 者 签 名 : 导 师 签 名 :知也知 签字曰期: 签字曰期: 基于模型参考自适应的钢圈机排丝控制研究 摘要 随着中
4、国汽车工业的迅速发展,轮胎机械的需求量也持续上升,同时对轮胎的质量 提出了更高的要求。轮胎钢圈机是轮胎机械的一种重要生产设备,其生产的钢丝圈是轮 胎的关键部件。本文研究目的是提高钢圈机排丝系统的控制精度和排丝过程的稳定性, 从而进一步提高生产效率、产品质量以及生产线的自动化程度。 本文首先介绍了轮胎钢圈机生产线的组成和工作原理,分析了钢圈机排丝系统中的 几种影响产品质量和生产性能的因素。接着建立了钢圈机排丝系统的数学模型,在此基 础上使用经典的控制方法对系统进行了设计,并对钢圈机排丝系统的不确定性进行了分 析,通过仿真研究了系统不确定性对速度环特性的影响,进而分析了速度环的变化对位 置环的稳定
5、性和跟踪性能的影响。 为解决排丝系统建模近似、参数变化、外 界干扰等不确定性问题,根据模型参考自 适应控制策略具有结构相对简单、工程容易实现等特点,采用 Narendm误差模型的基于 Lyapmiov稳定理论的模型参考自适应控制策略设计自适应控制器 ,并将其应用在钢圈机 排丝系统的速度环。使排丝伺服系统能够适应各种变化而不断的修正控制器参数,控制 速度环跟随理想模型,从而使位置环输出达到理想效果。 最后在 Matlab/Simulink环境下搭建了仿真模型,通过仿真研究表明,在系统具有不 确定性因素的情况下,本文所设计的解决方案对于改善系统的性能具有较明显的效果 。 关键词:轮胎钢圈机;排丝;
6、伺服控制;模型参考自适应控制 Research of Tire Wire Bead Control System Based on Model Reference Adaptive Control Abstract With the development of auto industry, the demand for tire machinery continued rising. Meanwhile, the quality of the products has higher requirement. Wire bead array line is an essential tire
7、machinery, and ifs production is the critical component of the radial tire. The main purpose of this article is to improve the precision and stability of the wire array control system, which can also increase the production efficiency* product quality and the automation level of this system. In this
8、 paper, the component and working principle of the wire array line are expounded in detail, and the factors which influence the product quality and the performance trait is analyzed. Then the mathematical model is built. Depending on it, conventional control method is used in designing the control s
9、ystem and analyzed the uncertainty of the wire array system. The influence of the speed loop performance caused by the uncertainty factors is studied with simulation, further more, the influence to the stability of the position loop related to the variable performance of the speed loop is also analy
10、zed. In order to solve the approximate modeling, parameter variation and external disturbance of the wire array control servo system, and the model reference adaptive control strategy have simply control structure and can be easily engineering implementation, the Narendra error models model referenc
11、e control strategy which based on Lyapunov stable theory is introduced and applied to the speed loop of the system. In this case this system can adjust the controller parameter when the object changed, so the speed loop can follow the ideally reference model and the position loop can have perfect co
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