三元催化器缩管机多电机同步控制研究.pdf

文章编号:0 4 2 7-7 1 0 4(2 0 2 3)0 3-0 3 6 2-0 8收稿日期:2 0 2 1-1 1-1 2基金项目:上海市经济和信息化委员会项目(沪J-2 0 1 8-2 5);上海多向模锻工程技术研究中心项目(2 0 D Z 2 2 5 3 2 0 0)作者简介:牛 凡(1 9 9 4),男,硕士研究生;戚建明,男,博士,副教授,通信作者,E-m a i l:q i j i a n m i n g s d j u 1 6 3.c o m三元催化器缩管机多电机同步控制研究牛 凡1,戚建明2,张 勇3,周志勇4,熊 颖5(1.宿迁三新供电服务有限公司,江苏 宿迁 2 2 3 8 0 0;2.上海电机学院 商学院,上海 2 0 1 3 0 6;3.上海航天设备制造总厂有限公司,上海 2 0 1 3 0 6;4.上海电机学院 设计与艺术学院,上海 2 0 1 3 0 6;5.上海电机学院 机械学院,上海 2 0 1 3 0 6)摘 要:针对“国六标准”排放限值下三元催化器高精度缩管的需求,本文研究了三元催化器缩管机4个伺服电机同步控制的问题,介绍了本文设计的三元催化器缩管机的总体结构、工作原理和数学模型,根据选用的环形耦合控制结构,应用一种结合改进的滑模变结构控制器的环形耦合控制策略,以解决多电机同步控制存在较大误差的问题。本文用L y a p u n o v稳定性理论论证了控制策略的有效性,结合P L C设计了相应的控制系统和系统硬件结构,通过M a t l a b/S i m u l i n k仿真,分析结果表明本文提出的控制策略相比于传统环形耦合P I D控制,具有更高的同步精度和较强的抗干扰能力。最后,以三元催化器自动封装线为试验平台进行实验,结果表明三元催化器在精度、速度、成品率方面均有大幅提升,达到了高精度自动化的缩管目标。关键词:三元催化器;缩管机;环形耦合;滑模控制;多电机同步中图分类号:O 2 9;T P 2 3 文献标志码:A随着汽车保有量的逐渐增加和大气污染的日益严重,国家自2 0 2 0年7月1日起实施 轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)1,“国六标准”要求汽车排放的氮氧化物减少7 7%,颗粒物减少6 7%,排放限值要求相比“国五标准”加严了4 0%至5 0%左右,同时引入颗粒数量(P a r t i c l e N u m b e r,P N)的限值要求2,并且加严了排放控制装置耐久性、车载诊断系统的相关要求,“国六标准”提出了更为严格的合规监管要求,从而对汽车尾气机外净化装置三元催化器的生产精度提出了更高要求3。三元催化器的作用是将汽车尾气中的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气,是安装在汽车排气系统中一种重要的机外净化装置4。随着“国六标准”的逐步推行,三元催化器加工工艺精度的提高使得三元催化器缩管精度得到提高,因此,尝试通过高精度的缩管设备生产出高质量的、满足“国六标准”排放限值的三元催化器。本文设计的高精度缩管机是三元催化器封装自动化线中重要的工艺设备,自动化生产将会减少生产时间、提高装配效率5,高精度缩管减少三元催化器的破损率的同时也能提高其净化效果,降低生产成本,提高其使用寿命6。本文研究了三元催化器高精度缩管机的多电机同步控制系统,应用基于环形耦合控制结构的改进的滑模控制器相结合的多电机同步控制方式,利用可编程逻辑控制器(P r o g r a mm a b l e L o g i c C o n t r o l l e r,P L C)设计相应控制系统,并仿真验证了上述方法的有效性,实验验证了三元催化器高精度缩管。1 三元催化器缩管机1.1 缩管机总体结构及工作原理缩管机总体结构如图1,图2所示,三元催化器由筒体、衬垫和载体组成。三元催化器缩管机要实现衬垫与载体组件和筒体的组装压缩,主要包括控制部分、驱动部件、传动机构、径向同步移动模具和待压缩的三元催化器。三元催化器的载体和筒体之间夹着衬垫,封装之后衬垫被压缩,体现出载体的包裹力第6 2卷 第3期2 0 2 3年6月复 旦 学 报(自然科学版)J o u r n a l o f F u d a n U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e)V o l.6 2 N o.3J u n.2 0 2 3的是衬垫压缩后的间隙。若衬垫间隙较小,载体表面承受压力小于载体包裹力,会使载体破碎7;若衬垫间隙较大,载体保持力大于载体包裹力,会导致载体容易脱落8,因此,载体压入封装难点是如何控制衬垫间隙,衬垫封装后的间隙大小是衡量催化器的封装质量好坏的标准之一9。图1 缩管机俯视图F i g.1 T o p v i e w o f t u b e s h r i n k i n g m a c h i n e 图2 缩管机剖面图F i g.2 S e c t i o n a l d r a w i n g o f t u b e s h r i n k i n g m a c h i n e三元催化器缩管机的工作原理:先接收三元催化器自动封装系统中测量装置测量的载体直径和衬垫重量的数据,再将数据传输到缩管机控制端,通过设计的程序实时自动计算缩管量,与P L C进行数据交换从而控制4个伺服电机,驱动力经过减速器和与减速器连接的丝杆驱动径向同步移动模具,收缩径向同步移动模具中待压缩的三元催化器,完成三元催化器载体尺寸和衬垫密度匹配的标准形状和尺寸的缩管工艺,以达到载体、衬垫、筒体一一对应的目的,从而制成满足“国六标准”排放的三元催化器缩管机1 0,随后移动平台机械手将成品三元催化器运送至圆度检测单元工位,检测三元催化器制造是否符合工艺标准。1.2 控制系统硬件设计为确保自动化、高精度的三元催化器缩管工艺,实现缩管机4个伺服电机的同步控制,本文采用可编程逻辑控制器S 7-1 5 0 0 P L C为核心控制器,电源接口模块选用6 S L 3 1 0 0-0 B E 2 8-0 A B 0,电源模块选用6 S L 3 1 3 0-7 T E 2 8-0 AA 3,采用型号为6 S L 3 1 2 0-1 T E 2 3-0 A D 0,伺服驱动器对型号为1 F K 7 1 0 5-2 A F 7 1-1 R B 1的伺服电动机进行调节,控制算法和通讯程序由P L C语言编写。控制系统硬件结构图如图3所示。图3 控制系统的硬件结构图F i g.3 T h e h a r d w a r e s t r u c t u r e d i a g r a m o f c o n t r o l s y s t e m1.3 缩管机缩管数学模型三元催化器的衬垫位于筒体和载体之间,三元催化器筒体采用高精度激光切割焊接工艺制成,其外壁直径恒为定值D筒体外壁,单位为mm;衬垫长宽分别为定值L衬垫,W衬垫,单位为mm。同一规格筒体的厚363 第3期牛 凡等:三元催化器缩管机多电机同步控制研究度为定值t筒体,单位为mm;载体直径和衬垫重量由三元催化器自动封装系统中测量装置测量获得,分别记为D载体,单位为c m和m衬垫,单位为g。筒体、载体和衬垫的尺寸满足关系:D筒体外壁=D载体+210 0 0m衬垫L衬垫W衬垫G B+t筒体 。(1)式中:G B为衬垫间隙体积密度(G a p B u l k D e n s i t y,G B D),单位为g/c m3,定义如下:G B=m衬垫A衬垫t衬垫=10 0 0m衬垫L衬垫W衬垫t衬垫。(2)式中:A衬垫为衬垫的平铺面积,单位为m2;t衬垫为衬垫的厚度,单位为mm。三元催化器缩管机完成缩管后,根据式(1),可以得到G B的值。通过下面的公式验证间隙体积密度是否在标准范围内,从而检测三元催化器产品是否合格:D筒体外壁=210 0 0m衬垫G BL衬垫W衬垫+t衬垫 +D载体。(3)式中:G B为缩管后衬垫间隙体积密度,单位为g/c m3;D筒体外壁为缩管后筒体外壁直径,单位为mm,其值通过三元催化器自动封装系统中圆度检测单元工位获得。由式(3)推导出下面的公式。以某种型号的三元催化器为例,计算其缩管量范围。该型号完成封装后,G B范围为0.3 9 0.4 3g/c m3,L衬垫=6 2 6mm,W衬垫=9 0mm,t衬垫=1 0.5mm,可得G B=10 0 0m衬垫L衬垫W衬垫D筒体外壁-D载体 2-t衬垫 。(4)将三元催化器自动封装系统检测得到的该型号的两项参数m衬垫=9 5.7 8g,D载体=1 9 0.5mm代入式(4),计算得到该型号缩管后筒体外壁直径范围为2 0 4.9 52 0 5.3 5mm,即该型号三元催化器缩管范围在0.4 0mm,根据缩管机机械结构和角度换算,要求缩管机多电机的同步误差在0.0 2mm范围内。2 缩管机环形耦合同步控制结构三元催化器的结构和缩管量精度要求的提高决定了4个伺服电机同步性能是影响整个生产线系统可靠性和生产效率的关键问题,伺服电机的同步性能直接影响三元催化器的缩管精度、产品质量以及是否满足“国六标准”。但实际生产中,多电机同步性能易受摩擦间隙、负载扰动和外界干扰等因素影响,为提高缩管机缩管的精度以达到减少系统同步误差,设计合理的多电机控制结构尤为重要1 1。本文的高精度缩管机采用在交叉耦合结构上改进的环形耦合控制结构,环形耦合控制是一种在转速并联控制的基础上与同步误差补偿相结合的改进型控制结构,环形耦合同步控制响应速度快、同步误差小。环形耦合同步控制策略原理图如图4所示。多电机环形耦合控制结构的目的是使电机速度稳态误差趋于零。假设系统采用的电机是感应电机,在两轴同步旋转-坐标系下,感应电机机械转动方程为=npMJ Lra ris-BJ -1J TL。(5)式中:为电机转速;为的1阶导数;a r为转子磁通;is为-坐标系下轴的定子电流;M为定、转子之间的互感;J为转动惯量;Lr为转子电感;np为转子极对数;B为摩擦系数;TL为负载转矩。令:f=npMJ Lra ris-1J TL,b=-BJ ,则式(5)可记为=f-b,(6)463复 旦 学 报(自然科学版)第6 2卷图4 环形耦合同步控制的结构F i g.4 T h e s t r u c t u r e o f r i n g c o u p l i n g s y n c h r o n i z a t i o n c o n t r o l所以对第i(i=1,2,n)台电机,有i=f-b。(7)第i台电机的转速的跟踪误差为Xi=*i-i。(8)式中:*i为系统各电机给定的转速参考值。设系统第i台电机与第i+1台电机的同步误差为i=i-i+1,(9)Ei=Xi-Kii。(1 0)式中:Ki为比例系数。根据L y a p u n o v函数直接法可知,对于非线性微分方程,可以构造一个L y a p u n o v函数,计算并研究该函数的正定性及其对时间的沿系统方程解的全导数的负定或半负定性,即可判定该系统的稳定性。以系统中第1台电机为例,若要使E10,则可以构造L y a p u n o v函数:V1=E2120。(1 1)若E1=-c1E1(c10)存在,则有V1=E1E1=-c1E210,(1 2)因此E10时系统是全局渐近稳定的。将式(8)和(9)代入式(1 0),可得E1=X1-K11=d-1-K11-K12。(1 3)式中:d为系统要求的电机转速。将式(7)代入式(1 3),可得E1=X1=d-(1+K1)(f1-b11)-K1(f2-b22)=b1K11-(b1+b1K1+b2K1)X1+u1。(1 4)式中:u1=d-(1+K1)f1-K1f2+(b1+b1K1+b2K1)d。(1 5)563 第3期牛 凡等:三元催化器缩管机多电机同步控制研究如果有E1=-c1E1,则有-b1K11-(b1+b1K1+b2K1)X1+u1=-c1(X1-K11)。(1 6)因此,可以构造u1=(b1+c1)K11+(b1-c1+b1K1+b2K1)X1。(1 7)此时,满足E10。以此类推,可以同样构造ui,使得Ei01 2。3 改进的滑模控制器本文的缩管机伺服电机采用改进的滑模控制器,滑模变结构控制是根据系统当时所处的状态偏差及其导数值。在不同的控制区域,以理想开关方式切换控制量的大小和符号,使系统在滑移曲线很小的区域内沿滑模曲线滑动,是一类特殊的非线性控制方法。但是由于开关的空间滞后,系统惯性的存在和离散系统本身会存在抖振现象1 3。因此本文采用改进的滑模控制器,能够有效提高电机控制系统的动态品质,通过调节和设计幂次趋近率,能够实现滑模控制系统抖振抑制的效果。单轴滑模伺服系统控制方案图如图5所示。图5中,各外文字母缩写含义如下:永磁同步电机(P e r m a n e n t M a g n e t S y n c h r o n o u s M o t o r,PM S M),空 间 矢 量 脉 宽 调 制(S p a c e V e c t o r P u l s e W i d t h M o d u l a t i o n,S V PWM),滑 模 控 制(S l i d i n g M o d e C o n t r o l,S MC)。图5 单轴滑模伺服系统控制方案图F i g.5 T h e c o n t r o l s c h e m e d i a g r a m o f s i n g l e-a x i s s l i d i n g m e m b r a n e s e r v o s y s t e m设控制问题电机实际速度为,电机给定速度为*,速度跟踪误差为X1=*-。(1 8)X1的变化率为X2=X1=d*dt-ddt。(1 9)在传统滑模函数中引入积分环节,定义滑模面函数为S=C1X1+X1+C2t0X1()d。(2 0)式中:C1,C2为常数。对式(2 0)求导可得663复 旦 学 报(自然科学版)第6 2卷dSdt=C1X2+dX2dt+C2X1。(2 1)滑模控制采用幂次趋近律:dSdt=-k1|S|as i g n(S)。(2 2)式中:0k1;0a1;s i g n(S)为符号函数。速度环的滑模输出端具有积分作用,对系统快速响应性能有影响,因此我们在幂次趋近律基础上增加前馈控制项,用来提升系统的响应速度,得到改进型的幂次趋近律为dSdt=-k1|S|as i g n(S)-k2S。(2 3)式中:0k2。由于改进型幂次趋近律自适应特性比较好,通过设置适合的a值,当系统状态远离滑动模态时,可使趋近滑动模态的速度较大;当系统状态趋近滑动模态时,较小的切换增益可有效降低抖振。由式(1 8)、(1 9)、(2 1)、(2 3)联立PM S M转矩方程式Te=32npfiq,(2 4)其中:iq为轴定子电流分量;f为永磁体与定子交链的磁链;np为极对数,可得控制律为u=2J3npf(C1X2+C2X1+k2S+k1|S|as i g n(S)d。(2 5)利用L y a p u n o v函数稳定性理论对系统进行稳定性分析,取L y a p u n o v函数:V=12S2。(2 6)对式(2 6)求导可得dVdt=SdSdt=-k2S2-k1|S|a+1。(2 7)由式(2 6)可知,当S0时,dVdt0,所以系统稳定,由滑模面可达性条件可知,无论系统处在何位置,均能够到达滑模面,即电机速度达到轨迹点即给定速度*1 4。4 仿真实验分析为了验证文中控制算法的可行性和有效性,选用4台相同的永磁同步电机进行相关的仿真分析,其中电机的参数设置为:定子电感Ld=Lq=8.4mH,定子电阻为4.3,转动惯量J=0.0 0 83k gm2,极对数p=4。在M a t l a b/S i m u l i n k环境下分别对采用传统环形耦合比例积分微分控制(P r o p o r t i o n a l-i n t e g r a l-d e r i v a t i v e c o n t r o l,简称P I D控制)和环形耦合改进滑模控制策略进行仿真1研究,仿真条件设置为:转速参考值设置为=60 0 0 r/m i n,启动时电机空载运行,t=0.2 s,突加负载转矩TL=0.3Nm。图6(见第3 6 8页)、图7(见第3 6 8页)所示分别为传统环形耦合P I D控制和环形耦合改进滑模控制电机的转速仿真曲线,图8(见第3 6 8页)、图9(见第3 6 8页)所示分别为传统环形耦合P I D控制和环形耦合改进滑模控制电机的同步误差曲线。通过观察仿真曲线可以看出:采用环形耦合改进滑模控制的电机达到稳态的时间短,而且超调量小。当突加负载扰动后,比较环形耦合改进滑模控制和传统环形耦合P I D控制发现:环形耦合改进滑模控制中,电机同步误差得到有效抑制,系统的同步性能更好,受扰动时波动较小,抗干扰能力强,明显能够取得更好的同步控制效果,能够满足三元催化器缩管机对同步要求较高的情况。763 第3期牛 凡等:三元催化器缩管机多电机同步控制研究图6 传统环形耦合P I D控制电机的转速仿真曲线F i g.6 T h e s p e e d s i m u l a t i o n c u r v e o f t h e t r a d i t i o n a l l o o p c o u p l i n g P I D c o n t r o l m o t o r图7 环形耦合改进滑模控制电机的转速仿真曲线F i g.7 T h e s p e e d s i m u l a t i o n c u r v e o f t h e i m p r o v e d s y n o v i a l m e m b r a n e c o n t r o l m o t o r w i t h a n n u l a r c o u p l i n g图8 传统环形耦合P I D控制电机的同步误差曲线F i g.8 T h e s y n c h r o n i z a t i o n e r r o r c u r v e o f t h e t r a d i t i o n a l r i n g-c o u p l e d P I D c o n t r o l m o t o r图9 环形耦合改进滑模控制电机的同步误差曲线F i g.9 T h e s y n c h r o n o u s e r r o r c u r v e o f t h e i m p r o v e d s y n o v i a l m e m b r a n e c o n t r o l m o t o r w i t h a n n u l a r c o u p l i n g5 运行结果为了验证所述控制系统的有效性,以三元催化器自动封装线为实验平台来验证所述方法,在三元催化器缩管机4个伺服轴采集位置信号,绘制各轴位置的误差曲线如图1 0所示。图1 0 实际生产中各轴位置的误差曲线F i g.1 0 T h e e r r o r c u r v e s o f e a c h a x i s p o s i t i o n i n a c t u a l p r o d u c t i o n由图1 0可知,生产过程中,三元催化器缩管机的4个伺服轴间误差稳定在0.0 2mm间,体现了该系统具有良好的稳定性和同步性,证明了该控制策略具有良好的动态性能和同步性能。6 结 语鉴于目前“国六标准”排放限值要求和三元催化器缩管工艺存在的精度低、效率低、成本高的问题,本文以西门子S 7-1 5 0 0 P L C为核心控制器,采用伺服驱动器对伺服电动机的旋转速度和旋转角度进行精确地控制调节,利用改进的滑模控制结合环形耦合控制结构实现了4个伺服电机的高精度同步协调控制,实现了高精度的三元催化器自动化缩管工艺。本文的设计提高了三元催化器缩管工艺的精度、效率和稳定性,对“国六标准”排放标准下的三元催化器高精度生产系统具有一定的实用价值。863复 旦 学 报(自然科学版)第6 2卷参考文献:1 郑雪芹.国六P N限值标准延期实施对汽车行业发展意义重大 J.汽车纵横,2 0 2 0(5):4 4-4 5.2 张骜腾.国五国六排放工况变化影响分析 J.中国汽车,2 0 2 0(3):1 6-1 9.3 张一帆,李晓婕.一 种 适 用 于 国 六 排 放 要 求 的E VA P系 统 检 测 维 修 工 具 J.时 代 汽 车,2 0 1 8(2):1 1 9-1 2 0.4 潘心悦.科技改变生活 三元催化器 J.政协天地,2 0 1 7(1 2):6 8.5 袁东升.装配自动化在装配制造中的应用 J.山东工业技术,2 0 1 7(1 1):3 6-3 7.6 刘敬凯.三元催化转化器衬垫设计研究 J.南方农机,2 0 1 9(1):3 4.7 蒋玲,张超.三元催化器G B D封装设备控制系统设计 J.西安航空学院学报,2 0 1 5,3 3(1):5 3-5 7.8 唐颖青.浅谈排气系统催化器总成封装计算及应用 J.内燃机与配件,2 0 1 8(4):4 8-4 9.9 李艳光,李薛,雷春青,等.三效催化器衬垫对轻型汽车排放的影响 J.内燃机与动力装置,2 0 1 6(3):7 6-7 8.1 0 钱尧一,蔡建红,王庆雪,等.基于试验研究的三元催化剂性能优化 J.内燃机与配件,2 0 2 0(2):3 3-3 7.1 1 杨惠,苑毅.基于P L C与环形耦合的涂布线同步控制系统设计 J.制造业自动化,2 0 2 0,4 2(3):9 0-9 3.1 2 刘然,孙建忠,罗亚琴,等.基于环形耦合策略的多电机同步控制研究 J.控制与决策,2 0 1 1,2 6(6):9 5 7-9 6 0.1 3 张飞凯,李长红,王坤,等.基于滑模速度控制器的PM S M控制系统研究 J.自动化与仪表,2 0 2 0(9):3 6-4 0.1 4 胡旭,王文格,付霞.多轴位置伺服相邻耦合滑模控制 J.机械设计与研究,2 0 1 5(2):9 3-9 7.R e s e a r c h o n M u l t i-m o t o r S y n c h r o n o u s C o n t r o l o f T h r e e-w a y C a t a l y t i c C o n v e r t e r T u b e S h r i n k i n g M a c h i n eN I U F a n1,Q I J i a n m i n g2,Z H A N G Y o n g3,Z H O U Z h i y o n g4,X I O N G Y i n g5(1.S u q i a n S a n x i n P o w e r S u p p l y S e r v i c e C o,L t d,S u q i a n,J i a n g s u 2 2 3 8 0 0,C h i n a;2.B u s i n e s s S c h o o l,S h a n g h a i D i a n j i U n i v e r s i t y,S h a n g h a i 2 0 1 3 0 6,C h i n a;3.S h a n g h a i A e r o s p a c e E q u i p m e n t s M a n u f a c t u e r C o,L t d,S h a n g h a i 2 0 1 3 0 6,C h i n a;4.S c h o o l o f D e s i g n a n d A r t,S h a n g h a i D i a n j i U n i v e r s i t y,S h a n g h a i 2 0 1 3 0 6,C h i n a;5.S c h o o l o f M e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g,S h a n g h a i D i a n j i U n i v e r s i t y,S h a n g h a i 2 0 1 3 0 6,C h i n a)A b s t r a c t:I n r e s p o n s e t o t h e d e m a n d f o r h i g h-p r e c i s i o n t u b e s h r i n k i n g o f t h r e e-w a y c a t a l y t i c c o n v e r t e r s u n d e r t h e e m i s s i o n l i m i t s o f t h e“N a t i o n a l V I S t a n d a r d”,t h i s p a p e r s t u d i e s t h e s y n c h r o n o u s c o n t r o l o f f o u r s e r v o m o t o r s o f t h e t h r e e-w a y c a t a l y t i c c o n v e r t e r t u b e s h r i n k i n g m a c h i n e.T h e o v e r a l l s t r u c t u r e,w o r k i n g p r i n c i p l e,a n d m a t h e m a t i c a l m o d e l o f t h e t h r e e-w a y c a t a l y t i c c o n v e r t e r t u b e s h r i n k i n g m a c h i n e d e s i g n e d i n t h i s p a p e r a r e i n t r o d u c e d.B a s e d o n t h e s e l e c t e d r i n g c o u p l i n g c o n t r o l s t r u c t u r e,a r i n g c o u p l i n g c o n t r o l s t r a t e g y c o m b i n e d w i t h a n i m p r o v e d s l i d i n g m o d e v a r i a b l e s t r u c t u r e c o n t r o l l e r i s a p p l i e d,t o s o l v e t h e p r o b l e m o f s i g n i f i c a n t e r r o r s i n m u l t i m o t o r s y n c h r o n o u s c o n t r o l.T h i s a r t i c l e d e m o n s t r a t e s t h e e f f e c t i v e n e s s o f t h e c o n t r o l s t r a t e g y u s i n g L y a p u n o v s t a b i l i t y t h e o r y,a n d d e s i g n s t h e c o r r e s p o n d i n g c o n t r o l s y s t e m a n d s y s t e m h a r d w a r e s t r u c t u r e u s i n g P L C.T h r o u g h M a t l a b/S i m u l i n k s i m u l a t i o n,t h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e c o n t r o l s t r a t e g y p r o p o s e d i n t h i s a r t i c l e h a s h i g h e r s y n c h r o n i z a t i o n a c c u r a c y a n d s t r o n g e r a n t i-i n t e r f e r e n c e a b i l i t y c o m p a r e d t o t r a d i t i o n a l r i n g c o u p l i n g P I D c o n t r o l.F i n a l l y,e x p e r i m e n t s w e r e c o n d u c t e d o n t h e a u t o m a t i c p a c k a g i n g l i n e o f t h e t h r e e-w a y c a t a l y t i c c o n v e r t e r,a n d t h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e t h r e e-w a y c a t a l y t i c c o n v e r t e r h a s s i g n i f i c a n t l y i m p r o v e d i n a c c u r a c y,s p e e d,a n d y i e l d,a c h i e v i n g t h e g o a l o f h i g h-p r e c i s i o n a u t o m a t i o n f o r p i p e s h r i n k i n g.K e y w o r d s:t h r e e-w a y c a t a l y t i c c o n v e r t e r;t u b e s h r i n k i n g m a c h i n e;r i n g c o u p l i n g;s y n o v i a l m e m b r a n e c o n t r o l;m u l t i-m o t o r s y n c h r o n i z a t i o n963 第3期牛 凡等:三元催化器缩管机多电机同步控制研究