基于滑模变结构的精密涂布机放卷系统张力控制策略研究

张力稳定是涂布工艺的一个基础条件,如何提高放卷系统的张力控制精度是精密涂布机张力控制面临的难点问题。本研究针对精密涂布机放卷系统张力稳定性控制需求,提出了一种基于滑模变结构控制策略的放卷系统张力控制方法。首先,根据精密涂布机放卷系统的工作原理,建立了放卷系统的参数时变、非线性动力学模型,分析了张力波动的主要原因;然后,在放卷系统张力模型的基础上,设计了一个放卷张力系统滑模变结构控制器,并利用李雅普诺夫(Lyapunov)定理进行了系统稳定性分析;最后,通过仿真试验对所设计的滑模变结构控制器进行了性能验证。仿真结果表明,相比于传统PID控制,本研究所设计的滑模变结构控制器对放卷张力系统具有更好的控制鲁棒性。

基于模糊RBF神经网络PI控制的塑料薄膜收卷张力控制系统研究

介绍了吹塑机收卷张力控制系统模型,建立收卷张力数学模型并得出影响塑料薄膜收卷张力的主要因素。针对常规PID在薄膜收卷张力控制中的缺陷,提出了基于模糊RBF神经网络PI控制的薄膜张力控制方法,模糊RBF神经网络参数的初始值先通过改进的遗传算法进行优化,加快误差的收敛速度。该控制方法既能利用模糊控制的非线性控制作用,又能利用神经网络的自学能力,实现PI控制器参数实时自整定的要求。仿真结果表明该系统响应适度快、超调小、抗干扰性强,具有优良的控制效果。

安钢冷轧1550 mm连退炉内张力控制与分析

结合安钢冷轧连退机组实际工艺流程,以安钢冷轧1 550 mm连退机组退火炉为研究平台,分析与研究了其炉内带钢张力,这对于薄带钢高速运行低张控制优化具有一定指导意义,可实现冷轧连退薄带钢高效化生产。

跳动辊在退火炉前张力控制的应用

不锈钢卧式连续退火炉生产线在炉内高温退火时,针对带钢厚度小于0.2mm的要求,必须采取小张力控制措施,以避免过大张力在高温环境下导致带钢拉窄变形。目前炉前张力控制方式为直接张力控制模式,导致炉内张力在小张力设定下波动较大,进而引发带钢在高温段出现抽筋及船型缺陷。为消除张力波动生产缺陷,采用在炉前增加跳动辊的方法,利用跳动辊的间接张力控制方式来控制跳动辊的位置,从而降低炉内带钢张力及波动,使带钢在高温段退火时消除上述的质量缺陷。

基于SOA优化的ADRC胎面卷取张力控制系统

胎面卷取张力控制的精度直接影响后期成型工序的精度和硫化成品质量。为保证胎面成品的质量,以挤出联动线卷取时的张力控制为研究对象,针对胎面制品卷取速度和时变卷径引起的张力波动问题,首先分析系统张力产生机理,建立张力系统的数学模型,设计了系统启动和运行阶段的张力观测算法。其次建立仿真模型在系统启动-运行阶段通过对比自抗扰控制器(active disturbance rejection control,ADRC)与比例-积分-微分(proportional integral derivative,PID)的控制性能,验证了自抗扰控制响应速度快,能够稳定地控制张力,并且具备出色的抗干扰性和抗内部参数扰动能力。最后采用人群搜索算法(seeker optimization algorithm,SOA)筛选控制器参数最优值,将控制器应用到张力系统模型,仿真验证了所设计的人群搜索自抗扰控制策略的有效性和准确性。结果表明:SOA优化性能较好且与ADRC相结合的控制方式控制效果较佳。研究结果在桂林橡胶设计院的工艺方法及性能指标体系上进行控制算法设计,对实际生产具有一定的参考价值。

基于机器视觉的纱线非接触张力控制方法与试验验证

为避免传统接触式测量方法导致检测设备与纱线直接接触带来的摩擦损耗,提出了纱线张力非接触式测量方法,设计了基于机器视觉的纱线张力非接触测量系统。使用双目相机检测纱线末端的消耗速度,调控纱线另一端的主动式携纱器的收放速度,使纱线平稳运行,维持纱线张力稳定。研究表明,所设计基于机器视觉的纱线张力非接触式测量系统较常规接触式张力控制方法,控制纱线张力变化幅度降低到25%左右,具有较高的精度和可靠性,能实现三维编织纱线张力的主动控制,具有较强的应用潜力。

硅锭线切割张力控制方法对比研究

为满足低成本、低切损、高精度、高稳定性的硅片切割要求,在分析常用的两种线切割张力控制方法优缺点的基础上,采用ADAMS软件进行了弹簧式张力控制原理的建模与动力学仿真,并基于Simulink与MFAC控制算法对电控式张力控制进行了ADAMS与MATLAB动力学联合仿真。结果表明,两种张力控制方法所得到的电极丝加速度变化曲线走势一致,电控式张力控制在快速性及精确性方面优于弹簧式张力控制,但平稳性较差。进而,提出弹簧与电控相结合的张力控制方法,并在ADAMS中完成建模与动力学仿真。结果表明,该装置可在一定程度上取长补短。

冷轧板带卷取间接张力控制

在冷轧钢铁生产线中,板带卷取技术直接影响板带表面质量。相关统计数据显示,因板带卷取技术不过关导致的板带次品率达到10%,严重影响了冷轧钢铁的生产质量和生产效率,成为影响板带整体质量的技术瓶颈。张力大小会对冷轧机组的正常运行和钢铁产量的质量产生直接影响,而确保带钢具有合适的张力则是避免带钢出现热瓢曲、提升板带质量的重要条件。因此,保证钢带在连续退火过程中具有稳定的张力,成为提升板带钢产品表面质量的关键。

冷轧带钢作业及张力控制虚拟仿真实践教学系统构建与应用

针对生产现场和物理实验平台无法开展的高危险、资源消耗大、成本高等特点的钢铁生产实验项目,结合学校的优势学科教学科研资源构建了冷轧带钢作业及张力控制虚拟仿真实践教学系统。该系统包括认知学习、实操模块在内的6大功能区,并配有完善的考核评价体系。该系统能够帮助学生深入了解冷轧带钢轧制的全线流程、工艺特点、设备结构等深层次的专业知识,而且可以进行生产工艺设定、生产工艺控制与创新和生产工艺优化与改进,使学生深入掌握所学专业知识,开拓了学生的视野,提升了专业人才培养的质量,可为多门专业课程的实践环节、毕业设计、通识课程和科普教育提供有力支撑。特别是,为探索在特殊时期虚拟仿真实验教学模式改革提供了途径,也为滞留在国外的留学生提供了远程实验的便利。

智能凹版印刷设备张力控制系统仿真分析

智能凹版印刷设备是一个多输入、多输出变量的非线性系统,传统的控制策略无法适应智能凹版印刷设备对张力控制的快速响应和高精度要求。该文以智能机组式电子无轴凹版印刷设备为研究对象展开分析,首先对收放卷进行受力分析,建立了智能凹版印刷设备张力控制模型;然后设计张力控制系统,分别采用数字PID控制器和模糊控制PID控制器实现对智能凹版印刷设备收放卷张力控制;最后通过MATLAB Simulink进行仿真实验;结果表明,模糊PID控制自适应能力明显优于普通PID控制,所研究内容对提高印刷产品质量具有一定意义。

伺服系统在ZJ17卷烟机盘纸张力控制中的应用

ZJ17 卷接机组是国内卷烟厂烟支卷制的主要生产设备,具有20世纪90年代初期国际先进水平。虽然ZJ17卷接机组具有运行稳定、消耗低、烟丝适应能力强等特点,但其供纸印刷系统的差动齿轮箱故障周期短,卷烟纸补偿装置的补偿精确性、稳定性、能力方面存在不足,系统维修费用偏高。采用伺服系统取代ZJ17卷接机组原机的卷烟纸张力装置,以提高设备运行稳定性。伺服系统的设计选型既要满足负载需求,又要考虑其对伺服系统性能影响和设备结构要求,本文通过计算伺服系统的转矩和功率要求,通过分析计算确定伺服系统的选型。

自反馈机制下薄膜卷绕张力控制系统研究

在薄膜卷绕过程中,控制卷绕张力至关重要。针对传统张力控制方式存在的问题,本文将自反馈闭环控制技术应用在薄膜卷绕张力控制系统中,探讨了系统架构,张力传感器的比选与布局、自反馈回路设计等方面。研究发现,自反馈机制能够确保薄膜卷绕过程的稳定性和生产效率,保证产品品质,并推动薄膜卷绕工艺向自动化和智能化发展。

一种适用于金属锂带的改进型浮动辊张力控制方法

金属锂因其特殊的物理性质,锂带具有极小的抗拉强度,锂带生产后进行收卷时极易因张力过大产生断带、拉伸纹路等问题,也容易因张力过小导致收卷不整齐、甚至脱卷等情况。传统的张力控制方法应用于锂带收卷时,往往存在张力波动大的缺陷,严重影响成品率。为了改善这一问题,该文在深入分析控制收卷电机力矩、重力辊张力、气缸浮动辊张力三种现有张力控制方法的基础上,提出一种改进型的浮动辊张力控制方法,并设计了与这一改进型方法相匹配的机械结构。改进型的浮动辊张力控制方法显著减少了张力波动,并实现了对张力波动范围的有效控制,尤其适用于金属锂带等低张力材料的收卷。与改进型浮动辊张力控制方法相匹配的机械结构,其核心在于利用力矩电机精确输出力矩,从而实现对带材张力的精细调节。这种设计不仅便于电气控制,而且能够通过调整力矩电机的电压迅速改变输出力矩,实现带材张力的快速响应。浮动辊张力控制方法及其控制机构,为金属锂带等低张力材料的收卷提供了全新的解决方案,其应用将大大提高生产效率,减少不良品率,从而提升整体的产品质量。

基于磁流变阻尼器电梯张力控制研究

电梯高速运行过程中的张力控制是当前高速电梯领域急需解决的关键问题。为此,将磁流变阻尼器作为控制器,对电梯的张力进行控制研究。选用Bouc-Wen模型建立磁流变阻尼器的动力学模型,并建立基于磁流变阻尼器的电梯系统张力控制方程,分析电梯运行过程的张力变化。分析结果表明,含有磁流变阻尼器的电梯系统张力减小得更为明显,说明磁流变阻尼器在电梯系统中能够有效控制电梯系统的张力波动。文章提供的基于磁流变阻尼器控制电梯张力的方法,为进一步研究电梯系统的张力抑制提供了一定参考价值。

用于验布放卷机的张力控制装置

专利公开号:CN117023216A申请人:浙江壹佳壹科技有限公司摘要:本发明公开了用于验布放卷机的张力控制装置,属于制革技术领域,包括底座,所述底座的顶部外壁固定安装有两个支架一,两个支架一的相对一侧通过连接头转动配合有放卷辊,所述放卷辊由主轴和多个圆形阵列布置的弧形辊边构成,所述主轴的外侧壁滑动配合有调节头,调节头的外侧壁转动连接有多个连杆,多个所述连杆的另一端分别转动连接于多个弧形辊边的内侧壁。

轮转胶印零速接纸机张力控制系统常见故障与排除

零速自动接纸机是现代轮转胶印机的关键配套设备,在生产过程中能够在不停机的情况下自动更换卷筒纸,提高生产效率。零速自动接纸机的最核心部分是张力控制系统,它的主要功能是对卷筒纸张的运动张力进行调节控制,通过气动调节辊建立和维持卷筒纸的张力,使纸张稳定地进入印刷机,保证印刷品质量。

基于张力补偿的变张力控制方法研究

针对回转体构件纤维缠绕过程中纱线由出纱机构缠绕到主轴上存在的摩擦阻力及悬纱长度的变化引起落纱点处纤维张力变化的问题,提出基于张力补偿的变张力控制方法。分析纱线以任意包角经过导辊前后的张力关系,并采取测地线的缠绕理论对出纱导丝头运动轨迹进行规划,获得出纱导丝头的运动轨迹方程;建立芯模缠绕数学模型,分析芯模缠绕过程中悬纱长度对张力变化的影响,获得在不同落纱点处的张力与出纱端需要提供的张力的关系,对悬纱长度变化引起的张力波动施加补偿,从而使落纱点处张力值恒定。进行了施加张力补偿的回转体纤维缠绕实验,缠绕实验结果表明,施加张力补偿后,缠绕张力更加稳定,验证了提出的基于张力补偿的变张力控制方法能有效抑制缠绕过程中张力的波动。

基于自适应反演滑模的键合线缠绕张力控制方法

针对键合线缠绕运动存在耦合性强和张力波动等问题,提出一种自适应反演滑模控制方法应用于缠绕控制系统。该方法依据反演的控制思想将复杂系统分解成不超过系统阶数的子系统,然后从系统的最低阶次系统方程开始,引入虚拟控制量,结合滑模控制定义逐步设计满足要求的虚拟控制,最终设计出系统的实际控制方法。同时采用自适应算法对不确定性参数进行估计,根据Lyapunov稳定性理论设计参数自适应率,并设计模糊逼近作为滑模控制器中的切换控制项,从而保证系统稳定性。通过分析摆角波动与响应时间数据,发现采用自适应反演滑模控制能提高系统稳定性。比较自适应反演滑模控制与常用的模糊PID控制算法,结果表明,在键合线缠绕运动中,自适应反演滑模控制的张力摆杆摆角波动控制在±1.4°内,优于常规模糊PID的,能更有效地控制张力输出。

卷材传输张力控制结构的研究与应用

介绍了多种基于卷材传输的张力控制结构,阐述了2种改进型的张力控制机械结构的设计原理,结合虚拟主轴同步控制的方法,应用于叠层机薄膜卷材传输张力控制系统中,取得了较好的实际应用效果。

基于带材滑移实时估计与主动补偿的张力控制方法

针对带材张力生产过程中夹送辊处的带材存在滑移现象,且滑移量以及滑移影响系数无法获取的问题,提出了基于扰动实时估计与主动补偿的卷取机张力控制方法。首先建立考虑带材滑移项的张力方程;然后建立带材滑移项的动态估计器,从而获得带材滑移项估计值;其次根据所获得的带材滑移项估计值,提出了不依赖带材滑移量与带材滑移量影响系数的卷轴线速度设定方法,其中包括了带材滑移项主动补偿部分以及零滑移量情况下的比例反馈部分;最后根据卷轴线速度设定值计算卷轴角速度设定值,并基于卷轴角速度设定值控制卷取机电机运行,最终形成一套卷取机张力控制系统。该方法既不依赖具体滑移量及滑移影响系数,又能实时自主调节,能够显著提高张力控制精度和响应速度。