卷纸筒机恒张力的控制是纸筒生产工艺中很重要的一个环节,张力不稳定将导致所卷纸筒紧实度不一致,外径大小不一;引起纸带跑偏,使纸筒表面起折皱、端面呈宝塔状,从而导致纸筒报废。本文以JT200型卷筒纸机为原型,深入研究了纸带在卷筒过程中张力变化的规律,阐明了卷纸筒机张力控制系统原理及控制方式,建立了纸卷放卷过程中纸带张力控制系统的数学模型,并进行了详细的分析与推导,得出了张力变化的表达公式,论证了纸带的线速度与纸卷的半径是引起张力波动的两个主要干扰量。本文探讨了PID控制基本算法的理论及各参量的作用,指出由于纸卷的卷径、角速度随时都在变化,张力控制系统是一个大时变系统,PID控制基本算法一般不能满足要求,常常需要在其基础上进行改进,分析了积分分离PID算法、变速积分PID算法、微分先行PID算法及输入滤波PID算法的优点。结合JT200型卷筒机特性,选择积分分离PID算法作为其张力控制算法控制系统张力大小,并给出了PID控制参数在工程实际中常用的整定方法。本文阐述了常见张力控制的执行机构,并介绍了机器中选用的执行机构——磁粉制动器的工作特性。本文完成了卷纸筒机张力控制系统的张力控制器的研制,它是以32位高性能单片机ARM7 LPC2378为主控单元,以磁粉驱动器作为张力控制的元件,使用张力传感器作为测力方式实时采集张力信号,并与给定值进行比较后,按照一定的控制策略进行对数据处理,实时调整控制信号,通过放大环节,最后控制执行元件,达到控制纸带张力的目的。本文最后阐述了JT200型卷筒机中张力控制器现场标定额定张力的方法,并按照PID参数整定的方法,给出JT200型卷筒机PID参数整定的一个过程。