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舞台机械控制系统多电机同步控制初探论文
摘要：艺术表演离不开剧场的支撑，然而，在剧场中也不可缺少舞台机械。它空间位置变化丰富、速度快慢不一，形式变化多端，所以，如何的控制舞台效果，就需要从舞台机械控制系统入手，多电机同步控制系统能够很好的满足以上多样的舞台需求，所以，必须要引起重视。
关键词：智能控制系统论文
在控制舞台的时候，不但要依靠电机驱动装置，在舞台控制中，电机同步控制技术也是其中的核心技术之一，旋转台、防火幕、升降台等舞台设施都要由多台电机一同完成控制。一旦没有协调控制多台电机，对演出效果必将带来很大的影响。所以，文章通过对舞台机械控制系统多电机同步控制相关内容进行了分析。
1多电机同步控制的相关阐述
这种控制指的是在确保系统快速性与高精度的基础上，令多个电机一同工作。电控制与机械控制是两种主要的控制方式。初期的控制系统，经常对机械同步控制方式进行应用，对机械的传动装置进行应用，将各个运动部分连接到一块，进而完成多轴同步的目的，能够非常简单的完成这种同步操作，难度在电气系统设计中较少，所以，在设备相对固定且对控制精度要求低的场合得到了有效的应用。机械同步控制方法在上个设计所搭建的舞台机械控制系统中得到了大量的应用。然而，在科技不断发展的推动下，极大的提升了人们的生活质量，也将越来越高的精度要求抛向了同步控制，此外，随着电机控制技术的不断发展，从而能够同步完成多台电机的驱动，从而将同步控制精度和质量提升，这就是我们所讲的电控方式。应用一台电机驱动电控方式的各个轴，利用主控制器，确保每个轴的电机能够协调工作，进而同步运行。同机械控制方式进行比较，电控方式控制精度会更高，较大的同搭建灵活性，能够非常容易的改动设备，能够低成本的完成设备的维护。
2具体的控制对策分析
2.1主从式控制
在跟随原理的串联运行方式的基础上发展起来了主从控制，简单而言，就是将下一台电机的速度输入用上一台电机的速度输出，就是主动电机的速度变化由从动单机进行跟踪，进而完成同步的目的。在此种控制方案中，从电机的转速参考值是由主电机的输出转速所提供出来的。通过分析能够发现，从动电机越是靠后，所用的调节时间就会越长，才可以稳定下来。当存在较多的电机数目时，从动电机越是靠后，响应也就慢。在从动电机上会完全的反应出主电机上的负载扰动或者速度变化情况，然而，不会向主电机中反馈从动电机上的扰动，造成在突加干扰与启动的时候，会有很大的同步误差出现在其中。因为非常简单的就可以实现这种同步控制结构，所以，同步电机数目较少的工程或者电机之间主从关系明确的工程中应用的较多。
2.2并行控制
在相同给定电压并联运行方式基础上完成这种控制，这种同步方法相对而言最简单。将同一给定电压应用到调速系统中，在控制目标大致相同的情况下比较适合应用此种方法，速度稳定性在驱动器非常合理，进而能够更好完成系统控制。同步控制系统中应用并联运行方式，有着搭建简易的优越性，并且，停止阶段和启动阶段系统的同步性能都非常的优越。然而，因为相当于开环控制整个系统，协调反馈情况根本不会发生于电机之间。在运行的时候，当扰动某一台电机时，这样将会有偏差出现在电机之间的同步中，最后造成电机难以同步，总的来讲，就是有着较差的同步性能，主要是在电机运行或者简单扰动的场合中比较适合应用这种方法。
2.3耦合交叉控制
由Koren于1980年研究出的这种控制策略，能够将两轴控制系统的精度有效的提升上来，这种控制对策的基本特征为：合理的对比分析位置反馈信号、电机的速度，附加的反馈信号即为所得到的转速差，而且，跟踪信号就是由合这个附加的反馈信号进行表示的，分别补偿两台电机转速。这样确保任何一台电机的负荷变化情况都能够通过系统反映出来，进而将更高的控制精度展现出来。然而，将两轴电机的控制精度提升上来是此策略的最初目的，虽然能够同步控制两台电机，然而却很难确定是否，而已对三台以上的电机进行同步控制。为了简化控制公式，同步控制更多的电机，相邻耦合控制、环形耦合控制、偏差耦合控制等控制不断的被研究出来。不但多电机控制能够利用耦合控制给予完成，同时，将系统的稳定性、鲁棒性和控制精度也能够非常有效的提升上来。
2.4偏差耦合策略
将其他电机的转速与某一台电机的转速相应的做差，相加所得到的转速以后，将相应的补偿信号为该电机的速度提供出来，这样每个电机转动惯量的差异就可以用它进行补偿，对于种种测试控制的不足都能有效的予以克服，将更高的同步控制性能彰显出来，然而，计算量过于庞大是这种控制策略的不足所在。进而就将更高的要求抛向了整个系统的实现性与计算速度。
2.5相邻耦合策略
在最小相关轴数目的基础上发展起来的相邻耦合控制策略，其中同步误差控制与跟踪误差控制是其中两个重要方面，所以，有两个同步误差控制器及跟踪误差控制器存在于各台电机控制器当中。各个轴的控制转矩，都可以令此轴同邻近两轴及此轴的跟踪误差稳定的完成工作。对于相邻两个周的情况，各个轴的控制是一定要进行认真考虑的。对外部扰动能够非常迅速的进行收敛跟踪是相邻耦合控制的优点所在，动态性能在其中非常优越。然而，因为各个轴都应该监督控制相邻两个轴的具体运行情况，因此，在系统进行搭建的过程中，系统会更加的复杂，设备成本会更大。
2.6环形耦合策略
通过相邻耦合控制策略发展而来的环形耦合控制策略，在同一给定控制和耦合补偿原理基础上发展而来的，在对给定转速和各台电机转速之间误差进行充分考虑的基础上，同时，对于相邻一台电机和该电机转速之间的差异也需要认真的进行分析与考虑，只要干扰到了系统中任何一台电机，并且有变化出现当中，都会有反馈形成与相邻电机之间，最后就会影响到每一个电机，这样就会有相互耦合的问题出现在各个电机之间，进而出现耦合环。对这种方法进行应用，参数信号会被全部电机所跟随，确保了在启动或者停止系统时，同步性能都非常的优越。在耦合环的影响下，电机负载所带来的扰动能够快速收敛且同步误差不大，将系统的动态特性与抗干扰性能够明显的提升。
3结束语
综上所述，随着技术的不断成熟，一些先进的技术与设备不断的被应用到舞台当中，这样极大的提升了舞台的表演效果。但是，我们国家的舞台技术同西方一些发达国家对比还有很多地方需要学习与强化，其中舞台机械控制环境是确保打造高质量舞台效果的关键所在，是我们进行舞台效果强化的重点。所以，文章通过相关方面的进行了内容阐述，从而为有关技术人员在实际工作中提供一定的借鉴作用。
参考文献
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