小型金属窄带恒张力卷绕控制系统设计

针对金属窄带材卷绕质量要求,设计了一套恒张力控制系统。分析了金属窄带材卷绕生产工艺过程控制中张力产生及其影响因素,在保持恒张力控制的基础上,提出、设计、制作了窄带材卷绕的双闭环、串级、动态控制系统。采用单片机为核心控制单元实现信号采集与控制信号输出,以三相交流力矩电机为主执行机构,结合转速、张力双闭环控制,实现了基于力矩电机的带材卷绕可控恒张力机构;同时以步进电机为辅执行器,以位移检测为反馈量的盘绕机构横移控制;以及以带材厚度为前馈信号的超前控制。通过设计电路图、制作电路板、系统集成应用效果表现出,带材卷绕过程用力均匀,张力稳定,匝间间隙合适,层间松紧适度,盘绕平整、均匀,保证了生产质量。

卷绕物多电机控制系统的自整定解耦控制

针对卷绕物生产过程多电机控制系统间的强耦合、大范围时变的控制难题,该文提出一种基于张力、卷径、惯量观测的自整定解耦控制方法,在对各电机单元间的受力耦合、卷绕单元的时变惯量环节等进行补偿解耦的同时,也使卷绕单元的调节器参数随卷径观测值进行在线自整定,使系统性能基本不受卷径大范围变化的影响。介绍了系统组成原理与具体控制算法,仿真验证了其可行性,最后介绍了基于嵌入式CPU的控制器技术方案。