论文总字数：21062字

摘 要

回转支承是一种能够承受综合载荷的大型轴承，可以同时承受较大的轴向、径向负荷和倾覆力矩。回转支承相当于设备的运动关节，一旦失效将造成整机失效，甚至重大事故，而由于回转支承尺寸大，价格昂贵，通常不存备件，导致维修难度大，费用高，停机时间长，损失大；并且回转支承的使用寿命不仅与结构设计有关，而且与安装条件、工作环境息息相关。运动控制起源于早期的伺服控制。简单地说，运动控制就是对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理，使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。

本课题目标是从仿真到实验，实现控制系统设计与参数优化。根据控制效果，分析理论动力学模型与实际模型的差异，并进行PID参数优化。以仿真参数为基础，要求结合现有回转支承运动控制实验台进行运动控制实验，并进行PID参数优化。

关键词：回转支承 运动控制 PID参数优化 实验

Slewing bearing motion control system: Experiment

Abstract

Slewing bearing is a kind of large bearings which can withstand comprehensive load and can withstand large axial, radial load and overturning moment. Slewing bearings are a movement joint of devices. Once the failure of Slewing bearings will cause the failure of the whole machine , or even a major accident. The size of slewing bearings is the large .What's more, the slewing bearings are expensive and usually do not keep spare parts, which cause the maintenance of slewing bearings is difficult, costly, long downtime and big loss. Not only the design, but also to installation conditions, the working environment is closely related to the life of slewing bearing. It originated in the early motion control servo control. Simply put, the motion control is the mechanical moving parts of position, velocity and other real-time control and management, so that in accordance with the expected trajectory and motion parameters specified in motion.

The goal is to issue from simulation experiments to achieve the control system design and parameter optimization. Theoretical analysis of the differences dynamics model and the actual model is based on the control results, and PID parameter optimization. In the simulation parameters, combined with the existing rotary bearing motion control bench for motion control experiment, the PID parameter optimization.

Keywords: Slewing bearing;Sport control;PID parameter optimization;Experiment

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 前言 1

1.1回转支承简介 1

1.2运动控制系统简介 1

1.3回转支承运动控制系统的国内外研究现状 2

1.4研究运动控制系统PID参数优化目的和意义 4

1.5本文研究回转支承运动控制系统技术和科学方法 5

1.6本章小结 5

第二章 回转支承运动控制系统实验PID调节器设计 6

2.1 回转支承运动控制系统PMSM伺服系统数学模型原理 6

2.1.1回转支承控制伺服系统组成 6

2.2 回转支承运动控制系统的PID控制器设计 7

2.2.1 回转支承运动控制系统的PID控制器选择 7

2.2.2 电流环PID控制器设计 7

2.2.3 速度环PID控制器设计 9

2.3 本章小结 10

第三章 回转支承运动控制系统实验台 10

3.1 回转支承运动控制系统总体实验台 11

3.1.1 实验系统简介 11

3.1.2 回转支承运动控制系统原理 11

3.2 实验台系统平台搭建 13

3.2.1 实验台系统平台主要部件 13

3.2.2实验台系统搭建流程 13

3.3 回转支承运动控制系统实验原理 15

3.4 本章小结 17

第四章 PID参数整定实验方法及应用 18

4.1 PID控制算法简介 18

4.1.1 PID控制器的基本原理 18

4.1.2 PID控制器的优缺点 19

4.2 回转支承运动控制系统电流环环和速度环PID参数整定 20

4.2.1回转支承运动控制系统电机选型 20

4.2.2 PID参数整定 21

4.3 PID控制器实验整定方法 23

4.3.1 实验试凑法 24

4.3.2 Ziegler—Nichols参数整定法 25

4.4 本章小结 27

第五章 总结与展望 28

5.1 总结 28

5.2 展望 28

参考文献 30

致谢 32

第一章 前言

1.1回转支承简介

近四十年在全球中，回转支承正在渐渐发展。它是一种新型机械零部件，也是一种大型精密回转零件^[1]，它能够承受较大轴向、径向综合载荷和倾覆力矩，在轮船、重型机械、轻工机械、冶金、医学、工农用机械等一系列行业^[2]普遍运用，这些行业设备都以回转运动为基础。一方面市场对于回转支承的数量要求变多，制造质量和水平也提出了更严格的要求^[3]，另一方面回转支承也拥有广阔的市场。还有市场上回转支承种类需求量越来越多，设置标准类型的产品是远远不够现实使用的，此时要依据实际工作的要求，专门制作不是标准类型的回转支承，这样的情况越来越普遍。

因为回转支承要普遍应用在许许多多的大型的机械结构中，并且它是这些设备中的基本部件，需要进行相对回转运动，所以这就要求它能够承受轴向力和径向力，同时还需承受倾覆力矩，在进行回转运动时候，速度要低，加入的负载要重。驱动部分采取齿轮部件，而工作周围的环境是非常很坏^[4]。回转支承有点与机械设备的“关节”相似，作为机械结构的主要关键部件，一旦失效，将造成整个机械运转失效，甚至酿成重大操作安全事故。因此，回转支承使用时间的长短和可靠性能的问题是行业一直所研究的重点。

1.2运动控制系统简介

控制技术在如今这个不停地发展的社会中起着越来越重要的作用，运动控制从早期的伺服控制起源。一般来讲，运动控制指的是控制机械运动部件的位置，管理它的运行速度等，让它根据我们预先设定的工作路径进行工作，并能够可以得到工作中的相关参数。

请支付后下载全文，论文总字数：21062字