提升机主传动系统鲁棒控制器解析设计.pdfVIP

第29卷第 12期 煤 矿 机 械 V01．29No．12 2008年 12月 CoalMineMachinery Dec．2008 提升机主传动系统鲁棒控制器解析设计 贺敏佳 (燕山大学 测试计量技术及仪器河北省重点实验室 ，河北 秦皇岛0660O4) 摘 要：针对提升机主传动轴系在外部扰动作用下出现的低频扭振失稳现象，根据闭环系统 稳定性约束以及抑制干扰对 日 灵敏度函数的要求，解析地推导出扭振抑制鲁棒控制器，求得控制 器结构简单并能实现单参数整定，可综合系统抑制扰动和驱动端超调量2方面性能确定控制器参 数，并且当对象模型不确定时，该控制器能保证闭环系统具有 良好的鲁棒稳定性。 关键词：提升机主传动系统；闭环稳定约束；H 灵敏度函数；解析设计 中图分类号：TH137 文献标志码：A 文章编号：1003．0794(2008)12．0021—04 AnalyticalRobustControllerDesignforM ineHoistDrivingSystem HEMin—jia (KeylabofMeasurementTechnologyandInstrumentationofHebeiProvince，YanshanUniversity，Qinhuangdao066OO4，China) Abstract：Inordertosuppressthetorsional vibrationofminehoist，arobustcontrollerwasanalyticallyde． rived，basedonstabilityofhteclosedloopsystem andH mixedsensitivityfunction．ThecontrollerWas sim— pienadasingleparameterWas includedinthecontroller，naditCna bedeterminedbytheperformanceofsup— pressinghtedisturbnaceandovershot，therobustofthesystem hadstrongrobustperformnace． Keywords：minehoistdrivingsystem；closed—loopstbailityconstraint；日 mixedsensitivityfunction；ana— lyticaldesign 0 引言 够有效抑制提升机主传动系统扭振现象，并具有 良 提升机在采矿作业中扮演着重要角色，但其主 好的鲁棒稳定性。 传动轴常会因为振动的积累而造成断裂，严重影响 1 系统建模及分析 生产效率，设计主传动系统扭振抑制控制器可减少 (1)相对转动旋转模型 振动对设备的破坏。基于现代鲁棒控制理论思想设 电动机拖动的提升机主传动系统可抽象成两惯 性弹性系统，其等效力学模型如图1所示。 计的扭振抑制控制器往往因所设计的控制器阶次过 高，难于在工程中实现，造成这种局面的主要原因在 于该类旋转机械是一类含积分的临界稳定 (工程上 归为不稳定)动力系统，对其进行有效控制存在极大 的难度。本文基于稳定约束和 日 灵敏度函数的要 图1 提升机主传动系统动力学模型 、 ’，．电机端和负载端的转动惯量 r，、 、 ．电机驱动力矩、负 求解析设计主传动系统鲁棒控制器，所得控制器结