卷绕物多电机控制系统的自整定解耦控制.pdfVIP

卷绕物多电机控制系统的自整定解耦控制 李江波 陈德传 张培娟 杭州电子科技大学自动化学院，浙江杭州310018 摘要：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。 关键词：卷绕带材;无张力传感器；线速-张力协调控制；解耦控制 TP276 A 220 杭州电子科技大学学报 2012正 1]lj PG0 PGl M《卜_9 Mi(_呻眦9—勺屹…PG39—勺M3 刘龟址副耻唑恼龟憧 ^0 PT PO PI I’I ^O PJ ^0 多电机线速一张力协调控制器 (1’：张力传感器：PI：脉冲输入：Po：脉冲输出：AO：模拟输出) 图l 多电机线速一张力协调控制系统组成原理框图 2基于卷径计算值的自整定解耦控制方法 统对象数学模型框图如图2所示。图2中 龟J呲 豸 F0+、V。’、F，+、F加+分别为放卷张力(N)、进给线必两 坠 速度(m／min)、牵引张力(N)、收卷张力(N)的设 (从机0) (放卷) 定值，T。T。i分别为各电机的电磁力矩(Nm)、杂 耗力矩(Nm)，K。．为对各个环节的力矩作用系数 (Nm／N)，K。i为各运动轴的转速一线速度关系系 数，酶为主要取决于带材杨氏模量的系数 』 Ⅵ (主机) (N／m)。J；为各电机轴上总的转动惯量(kgm2)。 (进给) 针对系统对象的强耦合时变的特点，对各电 ) 机间的受力耦合作用及卷绕单元的时变惯量环节 ，。 蔓 。 等进行解耦补偿。同时，调节器参数随卷径观测 (从机I) (牵出) 值进行在线自整定，使系统控制性能基本不受卷 径大范围变化的影响。此外，还需在收卷处采用 多电机速度、张力协调控制算法 》 张力负锥度控制以避免收卷带材内部张力不均