钢带缠绕系统张力检测与控制研究-检测技术与自动化装置专业论文.docxVIP

哪Y 哪Y iiii●■I 舢8 ㈣8 川3 Ⅲ7， 舢0 咖4 Research of Tension Detection and Control in the Strip Winding System By Zhao Huiyun Under the Supervision of Prof．He Fang A Thesis Submitted to the University of Jinan In Partial Fulfillment of the Requirements For the Degree of Master of Engineering University of Jinan Jinan，Shandong，P．R．China May,2011 原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本 论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。 对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方 式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：赵盘亟 日期：迎!!簋五日圣旦 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解济南大学有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借鉴；本人授权济南大学可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。 口公开 口必威体育官网网址( 年，解密后应遵守此规定) 论文作者签名：虚酝导师签名：鳢日期：至!!：鱼，2， F 济南大学硕l：学位论文 济南大学硕l：学位论文 目 录 摘要 ．．III ABSTRACT．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．V 第一章绪论 l 1．1课题研究背景和研究意义 ．1 1．2国内外研究现状 2 1．2．1钢带缠绕预应力模具研究现状 ．．2 1．2．2常见的张力控制系统结构 2 1．2．3常用的张力控制算法 ．6 1．3主要研究内容 ．．8 第二章钢带缠绕控制系统 ．1l 2．1钢带缠绕控制系统结构及工作原理 ．1l 2．1．1钢带缠绕控制系统的结构 ．．11 2．1．2钢带缠绕控制系统的工作过程 ．12 2．2钢带缠绕控制系统数学建模 ．13 2．2．1张力产生原理 13 2．2．2钢带缠绕控制系统收卷侧数学建模 15 2．2．3钢带缠绕控制系统放卷侧数学建模 17 2．3钢带缠绕控制系统驱动设备的选型和计算 ．18 2．3．1收卷侧驱动设备选型 19 2．3．2放卷侧主要参数计算 19 2．4本章小结 ．．20 第三章模糊控制在钢带缠绕控制系统中的应用 ．21 3．1模糊控制原理 ．21 3．1．1模糊控制的基本原理 21 3．1．2模糊控制的基本构成 22 3．1．3模糊PID控制器的设计原理 24 3．2钢带缠绕控制系统控制策略 ．26 3．3收卷侧的恒线速度控制 ．．28 钢带缠绕系统张力柃测‘j控制研究3．3．1恒线速度常规PI控制策略 钢带缠绕系统张力柃测‘j控制研究 3．3．1恒线速度常规PI控制策略 ．28 3．3．2恒线速度模糊PI控制策略 ．32 3．4放卷侧的变张力控制 ．35 3．4．1常规PID张力控制策略 ．35 3．4．2带补偿的张力控制策略 ．40 3．4．3带补偿的张力模糊PI控制 ．43 3．5本章小结 ．．45 第四章钢带缠绕控制系统硬件及软件设计 ．．47 4．1钢带缠绕控制系统硬件设计 ．47 4．1．1控制器的选择 47 4．1．2传感器的选择和接线 47 4．1．3伺服变频及控制柜信号接线 50 4．2钢带缠绕控制系统监控与管理软件的设计 ．52 4．3信号的抗干扰处理 54 4．3．1硬件抗干扰措施 ．54 4．3．2软件抗干扰措施 一 ． ．．55 4．4本章小结 ．．57 第五章结论 ．．59 参考文献 ．61 致谢 65 附录 67 n 济南人学硕fj学位论丈摘要 济南人学硕fj学位论丈 摘要 钢带缠绕预应力模具作为一种新型模具，它具有使用寿命长、制造周期短、 制造成本低、承载能力高等优点，成为模具的重要发展方向。在钢带缠绕预应力 模具的制造过程中，缠绕张力和缠绕速度的控制至关重要。由于钢带缠绕控制系 统是一个多变量、非线性、多干扰的复杂系统，且缠绕张力和缠绕速度之间存在 着强耦合关系，常规PID控制策略难以实现缠绕张力和缠绕速度的高精度控制， 严重的影响到缠绕预应力模具的使用寿命和应用强度。因此，如何解决钢带缠绕 控