升降舞臺安全性關鍵技術研究.pdf

1、隨著人們在精神層面需求的不斷增長，傳統(tǒng)的舞臺演出已經(jīng)難以滿足人們的視覺追求，舞臺演藝隨之也變得越來越多元化，這都促使現(xiàn)代舞臺控制系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)變得更加復雜，舞臺控制系統(tǒng)的安全性更成了人們關注的焦點。鑒于此，本文以實際某劇院升降舞臺系統(tǒng)為對象，并結(jié)合我國當前實際升降舞臺系統(tǒng)PLC+矢量變頻器+交流電機的體系結(jié)構(gòu)，著重就升降舞臺多電機同步控制和編碼器故障診斷與容錯控制兩方面問題展開了研究，具體內(nèi)容如下：
　　1)升降舞臺控制系統(tǒng)設計

2、
　　以某劇院的升降舞臺控制系統(tǒng)為背景，描述了升降舞臺系統(tǒng)硬件驅(qū)動體系結(jié)構(gòu)，分析了所涉及的安全相關問題，并根據(jù)升降舞臺的控制與安全需求，對升降舞臺系統(tǒng)進行了互鎖、限位等保護設計，使舞臺演藝有了基礎安全保障。
　　2)升降舞臺多電機預測函數(shù)同步控制策略研究
　　針對舞臺機械中升降臺因受到外界干擾及電機自身參數(shù)攝動引起的不同步現(xiàn)象，以工程中常用的并聯(lián)同步控制為基礎，設計單電機的預測函數(shù)控制器，并結(jié)合位置偏差耦合，構(gòu)建出了一

3、種基于預測函數(shù)與偏差耦合復合的升降臺同步控制方案。由于預測函數(shù)較強的魯棒性和優(yōu)良動態(tài)性能，又輔以位置均值偏差耦合補償，二者共同提高了升降舞臺系統(tǒng)的同步控制性能，仿真結(jié)果也進一步顯示出該控制策略較 PI控制具有更好的魯棒性與更高的控制精度，削弱了舞臺多電機驅(qū)動中的因同步性能不滿意帶來的安全隱患。
　　3)基于 KPLS與SPRT的雙編碼器故障診斷與容錯控制策略研究
　　鑒于預測函數(shù)控制器的強魯棒性和優(yōu)良性能，結(jié)合實際升降舞臺系

4、統(tǒng)中雙編碼器結(jié)構(gòu)，提出了一種預測函數(shù)控制器作為控制核心、輔以數(shù)據(jù)驅(qū)動 KPLS建模與SPRT結(jié)合的雙編碼器故障診斷與容錯控制方案。利用升降舞臺系統(tǒng)正常運行時的歷史數(shù)據(jù)分別建立控制輸入與速度編碼器和位置編碼器的KPLS預測模型，實際運行時將模型預測值與實際編碼器輸出之間產(chǎn)生殘差，用序貫概率比(SPRT)進行故障檢測，結(jié)合適宜的故障切換機制，進行雙編碼器故障的解析冗余或軟冗余閉環(huán)容錯。仿真結(jié)果表明本文提出的方法能夠可靠的進行雙編碼器的故障診