第45卷第02期2023-02【85】收稿日期：2021-05-10作者简介：刘雪勇（1996-），男，湖南株洲人，硕士研究生，研究方向为智能制造与控制。袋装水泥装车机的落包定位系统三闭环矢量控制策略研究Researchonthreeclosed-loopvectorcontrolstrategyofbagdroppingpositioningsystemofcementIoadingmachine刘雪勇*，李永新LIUXue-yong*，LIYong-xin（中国科学技术大学工程科学学院，合肥230027）摘要：袋装水泥自动装车机通常采用沿车厢宽度方向多次落包的方式来自动适应不同车箱宽度的密集码包要求，其工作特征为移动速度快、载荷大、运行周期短、惯性力大，因此每次落包定位精度的控制尤为重要。针对永磁同步电机设计了基于模糊PID和前馈控制器的PMSM三闭环矢量控制系统。基于模糊控制理论建立模糊PID控制器，保证不同工况下系统自适应得到最佳PID参数；设计基于速度和加速度补偿的前馈控制器，减小因速度、加速度变化以及惯性引起的系统振荡；通过Matlab/Simulink对三闭环矢量控制系统进行仿真实验验证表明，设计的系统位置跟随性能相较于传统系统提升约4倍，稳态响应时间缩短至传统系统1/5且几乎无超调，能较好解决装车机移动定位精度和系统振荡问题。关键词：袋装水泥装车机；三闭环矢量控制；模糊PID；前馈控制器中图分类号：TM351文献标志码：A文章编号：1009-0134(2023)02-0085-040引言目前，水泥自动装车机的装载方式为：装车机根据货车尺寸以及停放位置移动到不同的落包区域，进行多次落包[1]。驱动装车机执行移动动作的电机一般为永磁同步电机，其具有体积小、精度高和动态性能良好等优点，广泛应用于工业控制领域[4]。装载时，装车机系统每次移动，都要经历从启动到制动停止的过程，传统的三闭环矢量控制系统会预先设置好PID参数。而实际上装车机每次移动到相应落包位置时，移动的距离和速度不同，这种方法很难保证系统每次都精准的移动到对应落包位置。实践中发现利用传统方法进行移动定位时，位置偏差率大约在5%~8%，且由于速度变化、惯性的原因导致系统超调量较大，振荡明显[1]。针对目前存在的问题，首先，设计了模糊PID控制器，根据位置偏差实时调整位置环PID参数，保证装车机不同的移动距离及速度工况下的定位精度。然后，提出在位置环PID控制器的基础上，增加基于速度和加速度补偿的前馈控制器，以改善系统的动态性能，减小启动时速度和加速度变化以及惯性导致的系统超调。最后，在MATLAB/Simulink环境下进行基于模糊PID和前馈控制器的PM...
