多線切割機的張力控制方法的研究.pdf

1、由于多線切割機具有效率高、工藝好、成本低的優(yōu)點，它已經(jīng)成為半導體材料切割行業(yè)的主導設(shè)備，但是因為多線切割機的制造難度較大，國產(chǎn)設(shè)備的控制技術(shù)還不完善，其核心技術(shù)長期被外國的極少數(shù)公司所壟斷，國內(nèi)市場的多線切割機還主要依靠進口，嚴重制約了我國半導體照明、光伏、集成電路制造等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此為了打破國外對我國高精度多線切割機技術(shù)和設(shè)備的壟斷，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的多線切割技術(shù)及裝備，提高控制精度已成為增強我國高精度設(shè)備全球競爭力的關(guān)鍵舉措。

2、
　　 張力控制技術(shù)是多線切割設(shè)備控制技術(shù)中最為關(guān)鍵之處，要想使我國多線切割設(shè)備向高速、高精度方向發(fā)展，張力控制技術(shù)就必須大幅度提高。由于大型機電張力設(shè)備結(jié)構(gòu)復雜、影響因素眾多，在不同工況下系統(tǒng)參數(shù)存在著較強的藕合性、非線性、時變性和不確定性;在基礎(chǔ)理論、檢測技術(shù)和控制策略等方面都還有許多問題尚需解決，因此，對多線切割機的張力控制系統(tǒng)進行研究成為工程技術(shù)人員急需解決的重大研究課題之一。
　　 本文分析了張力控制原理、方法

3、和策略，建立了以PLC可編程控制器為主控單元，以交流數(shù)字伺服電機為執(zhí)行元件，采用其轉(zhuǎn)矩控制方式，以張力傳感器為反饋元件的閉環(huán)張力控制方案。還對張力系統(tǒng)組成進行深入分析研究，對主要元件的參數(shù)的選取進行了分析，建立了系統(tǒng)的數(shù)學模型，進而獲得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。使用MATLAB的M文件編程方式和Simulink工具箱對系統(tǒng)進行仿真分析。
　　 考慮到引起多線切割機走線系統(tǒng)穩(wěn)定性各種不確定因素，指出多線切割機張力系統(tǒng)是一個非線性、時變、多輸

4、出的復雜系統(tǒng)。針對張力控制系統(tǒng)的工作特點，采用兩種控制算法:第一，積分分離的PID控制，并對參數(shù)進行整定，以達到良好的控制效果;第二，模糊PID控制，結(jié)合常規(guī)PID控制和模糊控制，綜合兩者優(yōu)點，既消除了常規(guī)模糊控制器的穩(wěn)態(tài)誤差，又具有模糊控制器動態(tài)性能好的特點，同時改善了PID控制器適應(yīng)能力差的缺點，大大提高了控制系統(tǒng)的動靜態(tài)特性和穩(wěn)定性。
　　 除此以外，本文還對系統(tǒng)的軟件進行設(shè)計分析，主要包括確定采樣頻率，設(shè)計數(shù)據(jù)采集和數(shù)字