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海绵膜复卷机的恒张力控制系统应用研究

发布时间:2018-08-29 15:37
【摘要】:海绵膜在收卷过程中张力大小及稳定性对成品质量有着重要的影响。由于柔性材质具有弹性大易折断的特点,收卷时张力不稳定会造成海绵膜断裂、跑偏、皱褶,因此张力控制成为海绵膜卷绕系统中及其重要的一个技术环节,良好的张力控制是成品质量和生产效率的保证。本文以海绵膜复卷机为研究对象,研究了复卷机的复卷工艺及相关技术,同时,设计了复卷机控制系统的软硬件部分,并完成了基于PID控制的收卷实验,实验结果表明,一些技术指标不尽如人意,因此提出控制器改进设想。针对收卷系统的动态过程,以胡克定律和电机动态力矩平衡方程为理论依据,建立了张力收卷系统的动态模型。本文分析了复卷机在收卷过程中收卷卷径与速度、张力之间的动力学关系,通过速度、张力的双闭环结构进行电机转速的调节,利用模糊PID控制器与前馈解耦控制器来优化系统参数,实现复卷过程中的张力恒定,并完成了整体系统的建模与仿真。MATLAB/Simulink仿真结果表明,模糊PID调节后系统动态响应快,抗干扰能力强,控制效果好,这对改善海绵膜复卷机的品质和整体动态性能有着重要意义。本文中的建模方法和控制策略具有通用性,对其它张力系统同样具有参考价值。
[Abstract]:The tension and stability of sponge membrane have an important effect on the quality of finished product. Because the flexible material has the characteristic of large elasticity and easy to break, the unstable tension will cause the sponge membrane to break, run off and wrinkle, so tension control has become an important technical link in the sponge film winding system. Good tension control is the guarantee of finished product quality and production efficiency. This paper takes the sponge film rewinder as the research object, studies the rewinder's rewinding technology and related technology, at the same time, designs the software and hardware part of the control system of the rewinder, and completes the rewinding experiment based on the PID control. The experimental results show that, Some technical indexes are not satisfactory, so the design of controller improvement is put forward. According to the dynamic process of winding system, the dynamic model of tension winding system is established based on Hooke's law and dynamic torque balance equation of motor. In this paper, the dynamic relationship between the winding diameter, the speed and the tension of the rewinder is analyzed. The speed and tension of the motor are regulated by the double closed-loop structure of the speed and tension. The fuzzy PID controller and feedforward decoupling controller are used to optimize the system parameters and realize the constant tension in the rewinding process. The simulation results of the whole system. MATLAB / Simulink show that the dynamic response of the system is fast after the fuzzy PID regulation. It is of great significance to improve the quality and overall dynamic performance of sponge film rewinder. The modeling method and control strategy in this paper are universal and also have reference value for other tension systems.
【学位授予单位】:中国计量学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB383.2;TP273

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本文编号:2211642

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