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。

基于自抗扰控制的放卷系统张力控制器设计

目的在印刷机放卷系统中,利用自抗扰控制(ADRC)技术,提出一种张力控制的新方法。方法根据放卷系统的工作机理,首先建立放卷张力系统的非线性数学模型,推导了系统阶数和输入系数。然后针对所建立的放卷张力系统数学模型,利用ADRC技术设计放卷系统的张力观测器和张力控制器。最后通过仿真和实验验证所设计的张力控制器的内部鲁棒性和抗干扰性能。结果在ADRC控制下,张力T2不受辊筒1半径R1和辊筒2角速度ω2变化的影响,能够快速无超调地达到稳定值60 N;随着R1的减小和ω2的增大,ADRC控制下产生的误差无论从数值上还是持续时间上都比PID控制下产生的误差小得多。结论仿真和实验的结果表明,所设计的ADRC控制器较传统PID控制器具有更好的鲁棒性和抗干扰性。

关于RF缆放卷系统模糊建模的研究

针对传统RF缆放卷设备控制系统的局限性,从系统的角度建立RF缆放卷系统的T-S模糊模型,设计了放卷系统内模控制器,构建了RF缆放线设备的内模控制系统。实验结果表明,与传统的"变频器+电机"的PID控制比较,文中设计的基于T-S模型的非线性内模控制系统有着更好的控制精度和鲁棒性。

电缆智能卷放装置电缆卷放系统支架轻量化研究

以电缆智能卷放装置前后电缆卷放系统支架为研究对象,分析静强度,在建立原始前后电缆卷放系统支架三维模型基础上,对原始几何模型进行拓扑优化重构设计;对重构模型进行强度校核分析,再以质量最小化为优化目标,对重构模型进行拓扑优化分析,根据拓扑优化结果进行二次重构设计。结果表明:在保障强度前提下,前后电缆卷放系统支架优化设计方案均有较好的轻量化效果,与原始模型相比,前电缆卷放系统支架减重76%,后电缆卷放系统支架减重65%,实现支架轻量化的目标,进一步提高了电缆智能卷放装置的质量系数。

放卷张力系统H_∞鲁棒控制器的设计

针对印刷机放卷系统对张力控制稳定性的要求,利用线性矩阵不等式(LMI)方法对放卷张力系统H∞鲁棒控制进行了分析研究和仿真验证.根据放卷系统的工作机理,建立了放卷张力系统的非线性数学模型,通过对系统不确定时变参数的分析,进一步对系统进行了线性化改造.在建立的放卷张力系统模型基础上,利用LMI方法进行了H∞鲁棒控制器的设计,并对控制器的抗干扰性能进行了仿真验证.仿真结果表明,利用LMI方法可以较容易地实现放卷张力系统的鲁棒控制.由于LMI控制器的设计具有不需要权函数和自动优化控制器参数,以及通过极点配置能够满足性能要求等特点,因此在参数时变和外部扰动情况下,可以保证放卷张力系统的渐进稳定性,并且可使系统性能得到优化.

放卷张力系统解耦控制器的设计

针对凹版印刷机放卷系统对张力控制稳定性的要求,提出了一种利用自抗扰控制(ADRC)技术来设计张力解耦控制器的新方法.根据放卷系统的工作机理,建立了放卷张力系统的非线性耦合数学模型,用ADRC方法推导了张力系统的解耦模型,得到了系统阶数和静态解耦模型.在放卷张力系统模型的基础上,利用ADRC技术对放卷系统的张力解耦控制器进行了设计.控制器内部鲁棒性和抗干扰性能的对比仿真结果表明,所设计的ADRC解耦控制器可以较好地实现系统的解耦,并具有比传统比例积分微分控制器更好的内部鲁棒性和抗干扰性.

逆系统理论在放卷张力系统控制中的应用

放卷系统是印刷机产生印刷张力的最主要部件,呈现出典型的多输入、多输出、非线性、强耦合的特性,保持放卷系统的张力稳定是保证印刷质量的关键所在。根据逆系统理论进行了放卷张力系统的解耦和线性化控制研究,根据放卷系统的特点,通过一系列控制量变换将耦合的非线性放卷张力系统变换为两个二阶伪线性系统,实现了放卷张力系统的解耦和线性化。通过引入主动阻尼来增强伪线性系统的抗扰动性能,并通过对伪线性系统设计附加的PID控制器来提高张力控制的性能。仿真结果表明,提出的逆系统解耦控制策略能够消除放卷张力系统变量之间的耦合作用,实现放卷张力系统的解耦控制。引入主动阻尼后设计的PID控制器,使张力控制达到了理想的效果。

基于BP神经网络自抗扰控制的放卷张力控制系统

文章为提高轧染机放卷系统对张力控制的稳定性,通过结合BP神经网络算法和自抗扰控制提出一种放卷张力控制方法。根据放卷的运行机理,建立其数学模型,并推导出系统的动态解耦和静态解耦模型,设计了自抗扰控制器。在自抗扰技术的基础上,引入BP神经网络对非线性组合部分的参数进行整定,得到BP神经网络自抗扰控制器。通过仿真实验与PID控制器对比发现,该控制器实现了放卷系统张力的解耦并且能保证织物张力的稳定,能够抑制系统内部参数变化引起的张力波动以及具有良好的抗干扰性能,同时为织物的恒张力印染做出了充分的准备。

基于人群搜索自抗扰控制的放卷张力控制系统

针对轧染机放卷运行中张力波动的问题,提出将自抗扰控制(ADRC)与人群搜索算法(SOA)相结合进行张力控制的方法。通过分析放卷张力系统,建立放卷张力系统数学模型,采用自抗扰控制方法推导得到解耦模型,利用人群搜索算法对自抗扰控制器中的主要参数进行在线调整,并建立人群搜索自抗扰控制器。通过与PID控制器仿真实验对比表明,所建立的控制器能够使放卷张力系统实现解耦控制,保证放卷张力系统的恒张力稳定运行,并且提升了放卷张力系统的抗干扰性能。

凹版印刷机放卷张力模糊自抗扰控制方法

目的提高凹版印刷机放卷系统张力控制的稳定性。方法结合模糊控制和自抗扰控制提出一种放卷张力控制方法。根据放卷系统的工作原理,分别建立料带张力、摆辊动力学、辊筒动力学的数学模型,进而得到放卷系统的非线性数学模型。为了提高控制系统的解耦性能、抗干扰性和内部鲁棒性,基于自抗扰控制的同时引入模糊控制,设计一种模糊自抗扰控制器,并进行相关仿真研究和分析。结果与PID控制器相比,该模糊自抗扰控制器较好地实现了系统解耦,而且具有更好的抗干扰性和内部鲁棒性。结论文中方法可以实现凹版印刷机放卷系统的恒张力控制。

凹印机放卷张力控制系统的改造

凹印机在印刷过程中,纸张需要保持一定的张紧度.放卷张力(一级张力)在印刷过程中起着重要的作用.

基于模糊PID的柔性膜放卷张力控制

放卷系统位于卷绕装备的前端,柔性膜放卷张力控制的精度直接影响后续工位的加工精度和产品质量,时变卷径和速度扰动是放卷张力控制的难点。该文对放卷系统的基板动力学进行研究,建立了放卷基板的张力和速度模型,设计了放卷辊的串级张力控制模式,将模糊PID算法应用于放卷张力控制,选择了合适的张力输入输出论域、语言变量及其隶属函数,建立了PID参数修正的模糊规则表。基于Matlab/Simulink平台进行仿真分析,仿真结果表明,模糊PID控制能显著减小放卷张力的超调量,有效抑制速度扰动时的张力波动,对时变卷径的鲁棒性好。

模糊自抗扰控制在凹印机放卷张力中的应用

针对凹印机放卷张力系统多变量、非线性、强耦合、时变的特性,基于系统基本组成元件工作原理的耦合建模方法,建立了张力控制系统的动态数学模型。为了提高张力控制系统的控制性能,在自抗扰技术的基础上,引入模糊控制,提出了张力控制模糊自抗扰控制策略,并对控制系统的解耦性能和抗扰性能进行了仿真研究。结果表明:模糊自抗扰控制策略能够有效抑制外界扰动和系统参数变化的影响,实现恒张力控制;模糊自抗扰控制器实现了张力系统的解耦控制,解决了系统参数整定难的问题。

日光温室光控自动卷帘系统工作机理

针对现有日光温室卷放帘装置不省力、不省时等不足之处,提出日光温室光控自动卷放帘装置及其工作机理,并确定光控自动卷放帘装置省时、省力和增产的具体指标。