舞台设备控制系统的研究与开发

发布时间：2024-03-24 15:59

　　随着中国文化事业的发展,剧院作为精神文明建设的载体发挥着越来越重要的作用。不可否认的是舞台设备控制系统还存在诸多问题,如设备控制精度差,控制策略较为落后等。鉴于此,研究更为先进的舞台设备控制策略显得十分重要。本文针对舞台吊杆设备在速度、位置、矩阵同步运行控制中的精度低、实时性差等问题,根据自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)思想着重研究了吊杆设备控制和同步运行策略,并依此开发了舞台设备控制系统。首先,在了解舞台设备及其控制系统组成的基础上对控制系统的需求进行分析,对舞台设备的动作控制和可视化监控提出功能性要求,明确控制系统要实现的精准控制、同步运行等功能,并给出舞台设备控制的工艺要求和控制性能指标,为舞台控制系统的设计和设备控制策略的研究奠定基础。其次,依据设备实际运行情况设计控制系统硬件结构和总体架构,并在分析当前舞台设备控制精度低、实时性差和同步运行存在干扰等问题的基础上对吊杆设备的单控和集控策略展开研究,提出适用于单个吊杆设备的模糊神经网络自抗扰控制策略和适用于集控状况的解耦控制策略,依此设计模糊神经网络自抗扰控制器和解...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１驱动机模块图??（３）变频器??

一：。用ＰＣ－Ｂａｓｅｄ架构，适用于髙端、大型舞台。而ＰＬＣ在现代工业应用中己经非成熟，有高可靠性、强干扰能力、功能完善、易于控制、安装、调试、维护方便??简单、相对于轴控制器价格低等优点，适用于对安全性和可靠性有较高要求的舞??台控制系统。??本系统采用西门子高性能高需求的Ｓ７....

图２．３吊杆控制原理框图??当操作终端选择控制方式并设定运行参数后，将运行指令下发给主站ＰＬＣ，??

??图２．２系统硬件结构图??操作人员在上位工控机设定吊杆的运行参数，通过ＰＲＯＦＩＮＥＴ网络将这些??参数下发给主站ＰＬＣ，主站ＰＬＣ接收控制命令后，将任务分解给对应的从站变??频器，变频器执行控制命令，同时通过ＰＲＯＦＩＢＵＳ－ＤＰ采集现场数据并上传给上??位工控机。吊杆速度....

图３．１吊杆主流程框图??传统控制中，吊杆速度、位置是采用ＰＩＤ控制器进行控制，ＰＩＤ控制器具有??结构和算法简单、成本小、容易实现等优点，是过程控制中应用最广泛的一种控??制器

３．１吊秆单控自抗扰控制策略研究??舞台设备控制系统的功能主要是对吊杆的速度、位置参数进行精确控制，从??而达到吊杆的无级变速与精确定位，图３．１为吊杆的主控制流程图。??ｆ系统启动）??系统初始化??Ｉ??启动电机??机是否故???Ｘ??＜更制方式选择〉??ｉ?？??速２控制?....

图３．２二阶自抗扰控制结构图??（１）跟踪微分器??

自抗扰控制器由跟踪微分器（Ｔｒａｃｋｉｎｇ?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｏｒ，ＴＤ）、扩张状态观测??器（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ?Ｓｔａｔｅ?Ｏｂｓｅｒｖｅｒ，?ＥＳＯ）、非线性状态误差反馈控制率（Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ??Ｓｔａｔｅ?Ｅｒｒｏｒ?Ｆｅｅｄｂａｃｋ，ＮＬＳＥＦ）组成［３Ｇ＿３１....

本文编号：3937695