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摘要：本文提出了一种在悬挂式行走机构应用的双闭环控制系统，在一些特定的应用场合上，能提高行走机构的控制精度和安全性，增加机构功能上的扩展性；文中主要叙述了控制系统的构成、基本原理，以及目前存在的问题。该系统已经在项目中有实际的应用，能在提高控制精度和安全性的同时，具备操作的便捷性和运行的稳定性。
关键词：双闭环控制系统、悬挂式轨道行走机构控制；PLC；变频器
目前常见的悬挂式轨道行走机构控制系统，一般由行走电机编码器反馈速度结合减速、停止和极限等位置检测开关形成半闭环控制系统，方案成熟，成本经济。但当系统存在多个机构、编码器损坏/打滑、系统断电等故障情况发生，会导致速度、位置等信息丢失，造成局部失控，有一定安全风险。半闭环控制系统在编码器打滑、机械传动误差等情况的影响下，很难保证其控制精度，体现为速度较大波动、定位不准等，考虑到此种情况，加入输出端的位置采集设备，优化算法，形成双闭环控制系统，能在一定程序上提高系统安全性和控制精度。
1.控制系统的构成
3.影响控制效果的若干因素
此种在悬挂系统行走机构上使用的双闭环控制系统，提高操控性、控制精度、安全性和稳定性的同时，也存在应用时一些局限性，具体如下：
3.1 对设备要求更高：
对机构要求制作、安装精度要求更高，如果出现行走轮的打滑、齿轮间隙过大的情况，速度环和位置环之间会出现较大偏差，机构会出现抖动等情况。此时，根据短板原理，控制精度难以保证。
3.2 对调试人员要求更高：
悬挂式行走机构的控制系统调试，是对整个系统的整合，调试人员需要熟悉上位机通讯控制要求、PLC、变频器等控制方案和机构安装检测等各方面。其中速度环和位置环相互配合也相互制约，两个环 PID调试中过程繁琐，过程中容易出现失速、抖动、电机啸叫的异常情况，需要熟悉控制原理，记录调节过程，耐心根据采集关键数据和机构现象，逐步调节，直到参数调到最优的组合。
3.3 网络限制
PLC与上位机之间的局域网采用无线网络，无线网络带宽和抗干扰性方面相较于有线网络劣势明显。因此，存在对网内单位时间的数据传输量限制，以及同一个AP下的客户端也存在限制，从而间接的限制了机构的数量。与之相应的，我们需要对数据根据重要程度进行筛选，非关键性数据通讯与关键性数据采用不同的任务周期，区别处理。
3.4 轨道位置采集信息限制
首先轨道位置采集设备目前本身存在一定的响应周期，因此对行走机构的速度有严格的限制，具体可参照设备说明手册中的性能指标数据。此外，需要注意其安装位置和安装方式。
其次，受限于某些变频器对轨道位置信息传输的字节数限制，轨道定位精度提高的同时，识别的长度会缩减，需要设计选型时就要注意。首次调试的过程中，先调试好速度环，后将位置环加入，后续进行整体参数修正，可缩短调试周期。
最后，要主要采集设备外围环境，光学设备就需要远离潮湿环境，电感电容设备需要远离强磁场。
4.结论
综上所述，在悬挂轨道上双闭环控制系统，能在一定的应用场合上，提高控制系统控制精度和安全性，为类似应用起到一点的借鉴作用，但也应注意其对机构人员要求高，设备方面的限制，扬长避短，选择合适的方案。
参考文献
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论文作者:兰桂
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年4期
论文发表时间:2019/6/17
标签：控制系统论文; 机构论文; 闭环论文; 精度论文; 轨道论文; 位置论文; 设备论文; 《建筑学研究前沿》2019年4期论文;