【摘 要】
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在物料传送系统中,张力控制是极其重要的一个环节,高精度的张力控制是保证产品质量的关键性能指标,而张力和线速度又相互耦合,因此如何对物料张力和线速度进行独立的控制,一直是我
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在物料传送系统中,张力控制是极其重要的一个环节,高精度的张力控制是保证产品质量的关键性能指标,而张力和线速度又相互耦合,因此如何对物料张力和线速度进行独立的控制,一直是我们关注的焦点问题。本文以复合机为研究对象,复合机系统是由放卷、贴合、印刷和收卷四个子系统组成。放卷子系统的执行机构是磁粉制动器,其余子系统的执行机构都是直流电机及其驱动装置;放卷和收卷子系统的检测装置是测压张力传感器,贴合—印刷子系统的检测装置是浮动调节辊。复合机系统包含了张力控制的常用执行机构和检测元件,因此,它是一个良好的张力控制的研究平台。复合机生产线是一个三电机拖动的三段式张力控制系统,文中详细的叙述了张力系统的一般建模方法,并推导出了复合机生产线的方框图模型和状态空间模型。它是一个典型的非线性、时变、强耦合的多变量控制系统,这使得控制算法的设计有一定的难度。针对系统的放、收卷半径时变的特征,采用传统的定参数控制模式难以获得令人满意的效果,因此,提出了参数自适应PID控制算法并以放卷段为例进行了仿真研究。以降低硬件成本和提高生产线速度为出发点,根据辊的动态转矩平衡方程式,提出了一种基于张力观测器的无传感器控制方案,并与基于传感器张力反馈的常规控制方案进行了SIMULINK仿真比较,仿真结果表明提出的方案完全可以达到常规控制方案的动态性能,而且具有更高的稳态精度,这充分验证了观测器的可行性。由于复合机系统是一个多变量控制系统,因此本文研究了LQR控制算法,又针对系统参数时变的本质特征,采用了自适应增益调整的思想,最后对算法进行了MATLAB仿真研究。
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