柔性膜非連續(xù)放卷系統(tǒng)張力控制建模、仿真及實驗.pdf

1、在薄膜卷繞輸送系統(tǒng)中,非連續(xù)放卷張力控制是一個極其重要的環(huán)節(jié),其動力學(xué)模型不僅具有強(qiáng)耦合、多干擾等特點,頻繁啟停、加減速又增加了控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。本文建立了多種張力控制機(jī)構(gòu)、元件相關(guān)的非連續(xù)放卷張力控制模型,并通過仿真分析與實驗研究,驗證系統(tǒng)的控制效果。主要包括以下幾個方面:
　　1.建立了非連續(xù)放卷張力模型,推導(dǎo)了張力波動與非連續(xù)加速度之間的線性關(guān)系模型;研究了放卷速度、卷徑、圓度、偏心等因素對放卷張力穩(wěn)定的影響。
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2、.在擺輥力學(xué)分析和張力波動與擺角之間的線性關(guān)系分析的基礎(chǔ)上,提出了基于擺角反饋的閉環(huán)放卷張力控制方法。對比不同張力調(diào)節(jié)組件的浮輥機(jī)構(gòu),選擇低摩擦氣缸作為浮輥張力調(diào)節(jié)組件具有實時性好、調(diào)節(jié)精度高、雙向調(diào)節(jié)等優(yōu)點。
　　3.采用自適應(yīng)PID控制算法,獲得的放卷張力仿真曲線具有響應(yīng)快、穩(wěn)定性高、超調(diào)量小等特點,張力波動呈現(xiàn)明顯的周期性。在同一加速度條件下,張力波動隨卷徑減小而增加;在同一卷徑條件下,張力波動與加速度呈近似線性關(guān)系。以擺角

3、作為反饋信號獲得了擺輥張力控制方案的張力仿真曲線,雖響應(yīng)時間較長,但張力波動較小,穩(wěn)定性較高,說明擺輥機(jī)構(gòu)能夠有效抑制放卷過程張力波動。
　　4.基于柔性膜卷繞輸送平臺,開展了滑差軸、磁粉制動器、交流伺服電機(jī)放卷張力實驗,結(jié)果表明交流伺服電機(jī)放卷張力控制效果較好,穩(wěn)態(tài)張力一致性較高。實驗驗證了磁粉制動器放卷張力波動與加速度呈近似線性關(guān)系。放卷端分別添加擺輥機(jī)構(gòu)、浮輥機(jī)構(gòu)能有效抑制放卷張力波動,實驗結(jié)果驗證了所建動力學(xué)模型與仿真的有