自适应压电振动盘控制系统设计与实现

自适应压电振动盘控制系统设计与实现，在工业控制自动化领域,振动给料机是一种必不可少的给料设备,其中压电振动盘适用于医药、电子、食品等对给料精度、噪声、稳定性有严格要求的行业中。

由于在使用过程中,因器件老化、物料变化等原因容易引起谐振点偏移,使得给料效率下降、稳定性变差,控制器驱动效率难以稳定,长期以来国内相关产品主要依赖于进口。针对该问题,研究并设计了自适应压电振动盘控制系统,通过自动调节算法使振动盘工作在最佳状态。首先介绍了国内外振动给料机的现状和发展,阐述了振动给料机对实现工业控制自动化的作用;其次,从物理层次分析了压电振动盘的工作原理,提出了课题设计过程中遇到的难点与创新点;然后,开始介绍振动盘控制系统的功能和总体结构设计,并分别从软硬件、人机交互方面对系统设计进行了详细的阐述。软硬件方面,为了消除电网电压波动对系统工作电压的影响,保证振动盘工作的稳定性,系统采用反激式开关电源进行整流降压,产生稳定的电源供以逆变及控制板所需;为了能对振动盘的频率和幅值进行步进调节,系统采用SPWM技术对直流电源进行逆变,用逆变产生的类正弦电压驱动振动盘工作,使得驱动具有较高的平滑性、更小的噪音;为了能让振动盘始终工作在谐振状态并保持稳定的振幅,系统采用模糊PID技术根据振幅、电压和电流反馈信号对振动盘进行闭环控制。人机交互方面,为了实时监控每个振动盘的工作状态,远程设置控制器的驱动幅值,调节振动盘的给料速度,系统采用485总线技术连接PC终端与多个振动盘控制器,并在PC端设计简洁的控制界面,实时显示振动盘的振幅与频率,方便对每个振动盘的驱动频率与幅值进行调节。

最后对设计焊接组装完成的自适应压电振动盘控制系统进行整体测试。测试结果表明,所设计的振动盘控制系统实现了设计时的性能要求,完成了系统设计所设定的各项指标。该系统工作时稳定可靠,终端控制方便快捷,为压电振动盘给料机控制器的进一步研发和改进提供了参考。

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