[發明專利]卷材收卷自動糾偏控制系統及方法

有效

• 申請號: 201610728384.8
• 申請日: 2016-08-25
• 公開（公告）號: CN106185412B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 黃建
• 申請（專利權）人: 志圣科技（廣州）有限公司
• 主分類號: B65H23/032
• 分類號: B65H23/032
• 代理公司: 廣州市越秀區海心聯合專利代理事務所(普通合伙)44295
• 代理人: 任琳

技術領域

本發明涉及一種卷材收卷自動糾偏控制系統，尤其涉及一種應用于觸摸屏卷材的自動糾偏控制系統，本發明還涉及一種卷材收卷自動糾偏控制方法。

背景技術

觸摸屏薄膜卷材在收放料過程中，卷材跑偏是很普遍的現象。所謂卷材跑偏是指卷材在運行過程中由于受到各種干擾力的作用，不能保持直線運行而使其幅寬中心線偏離基準中心線，導致材料的蛇形跑偏。產生跑偏有諸多原因，如傳動輥之間的軸線不平行、傳動輥表面不呈圓柱形、傳動輥兩端的直徑差異、機械部件的震動以及各部件速度和張力的變化失調等。因此，自動糾偏控制對象具有一定的復雜性，存在多種不確定因素和難以確切描述的非線性等特性，采用常用的控制方法，難以實現具有較高精度和較好適應性的控制效果。

在觸摸屏卷材的自動糾偏控制系統中糾偏執行機構是重要組成部分。常見的有電液伺服控制糾偏執行器、直流伺服電機控制糾偏執行器等。其中，電液伺服控制響應快，控制精度高，但系統成本高。直流伺服電機控制運行平穩，響應較快，但需滾珠絲杠等中間傳動機構將旋轉運動轉換為直線運動，對控制精度有一定的影響。

發明內容

本發明的目的一是提供一種卷材收卷自動糾偏控制系統，可有效的實現糾偏目的。

本發明的目的二是提供一種卷材收卷自動糾偏控制方法，可有效的實現糾偏目的。

為實現上述目的一，本發明提供一種卷材收卷自動糾偏控制系統，包括機架，所述的機架上設有檢測卷材邊緣位置的位置傳感器，位置傳感器的輸出信號連接糾偏控制器，所述糾偏控制器的輸出控制信號連接糾偏執行機構，所述糾偏執行機構包括支撐平臺，所述糾偏執行機構為氣動調節機構，通過氣缸調節支撐平臺左右位置實現糾偏。

所述支撐平臺旁設有位移傳感器，位移傳感器的輸出信號連接糾偏控制器。

所述糾偏執行機構還包括氣源、第一電氣比例減壓閥、第二電氣比例減壓閥，與第一電氣比例減壓閥連接的第一柱塞缸，與第二電氣比例減壓閥連接的第二柱塞缸，其中，所述氣源分別與第一電氣比例減壓閥、第二電氣比例減壓閥連接，所述的第一柱塞缸、第二柱塞缸與支撐平臺聯動。

所述支撐平臺上固定有收料筒組件，與收料筒組件連接的電機減速裝置，并且支撐平臺沿著固定導軌滑動。

所述位置傳感器為超聲波傳感器，通過支架固定于支撐平臺上。

為實現上述目的二，本發明提供一種卷材收卷自動糾偏控制方法，通過將所述位置傳感器檢測的卷材跑偏位移信號和位移傳感器檢測的支撐平臺的位移信號傳給糾偏控制器。

所述糾偏控制器給糾偏執行機構控制信號，所述糾偏執行機構通過控制氣缸調節支撐平臺的左右位置，使薄膜卷材在短時間內恢復到設定位置。

所述糾偏控制器的控制信號是由包括模糊PID控制器，以及與模糊PID控制器連接的變化率運算單元完成。

所述模糊PID控制器的運算由包括模糊化單元，與模糊化單元連接的模糊化推理單元，與模糊化推理單元連接的清晰化單元，與清晰化單元連接的PID控制器信號傳遞完成。

所述糾偏控制器中模糊推理過程采用Madamni推理法，模糊子集選擇負大NB，負中NM，負小NS，零Z，正小PS、正中PM，正大PB七個語言變量，其中模糊子集NB采用鐘形隸屬度函數，PB采用高斯型隸屬度函數，其他模糊子集均采用三角形隸屬度函數并采用面積重心法進行模糊量的清晰化方法計算。

卷材收卷自動糾偏控制的設定值即位置傳感器檢測的薄膜卷材邊緣跑偏位移與位移傳感器檢測的支撐平臺的位移的差值e和e的變化率c經過模糊化、模糊推理、清晰化得到的模糊控制輸出量Δk_p、Δk_i、Δk_d，通過參數自整定公式可得到PID控制器的增益，參數自整定公式表達式為：

式中，K_p0、、K_i0、K_d0為PID控制器的初始值，Ku為模糊控制的比例因子；

系統控制律為：

ΔU_cn＝U_cn-U_cn-1＝K_p(e_n-e_n-1)+K_ie_n+K_d(e_n-2e_n-1+e_n-2)