[發明專利]一種鋰電池極片軋機張力控制方法及檢測系統

有效

• 申請號: 202111195514.3
• 申請日: 2021-10-14
• 公開（公告）號: CN113894164B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 肖艷軍;鄧書涵;韓芙蓉;劉偉玲;孟召宗
• 申請（專利權）人: 江蘇科瑞德智控自動化科技有限公司
• 主分類號: B21B37/48
• 分類號: B21B37/48;B21B38/06
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰

1.一種鋰電池極片軋機張力控制方法，其特征在于：

以鋰電池極片軋機中的糾偏參數對極片帶張力作用為研究，采集鋰電池極片軋機生產線中張力傳感器實時張力數據；

設置偏差閾值ω，以實時張力數據與張力預設值獲得實時偏差值ε，當實時偏差值ε大于設置的偏差閾值ω時，消除PID控制中的積分環節，進入PD控制器，反之當偏差值ε小于或等于設置的偏差閾值ω時，重新引入積分環節完成PID控制器；

在進入PID控制器時，引入模糊控制器對PID控制器的三個參數K_P、K_I、K_D進行實時調節，以模糊控制器修正后的PID控制器參數控制被控對象，提高鋰電軋機張力閉環反饋控制環節的精度和抗干擾能力；

所述模糊控制器的構建過程是：

以極片位置偏差信號e及極片位置偏差信號的變化率e_c作為輸入參數，以PID控制器三個參數的調節量ΔK_P、ΔK_I、ΔK_D為輸出參數；確定模糊控制中的量化因子與各參數對應的模糊論域，將這五個參數劃分為7個部分，即對應模糊論域的7個模糊子集：NB(負大)、NM(負中)、NS(負小)、Z(零)、PS(正小)、PM(正中)、PB(正大)；

在專家知識庫中，考慮PID參數的初始值K_P^’、K_I^’、K_D^’參數與偏差信號e及偏差信號的變化率e_c之間的關系，不同的輸入輸出量建立不同的隸屬度函數來進行描述，在專家知識庫中建立數據庫；所述隸屬度函數結合專家經驗和試驗調試雙重方法來選擇，且在選取過程中需要分析相應硬件設備的性能和模糊推理的輸入輸出參數的變化范圍；所述初始值K_P^’、K_I^’、K_D^’參數由專家給出或者通過試驗調試測得；

同時考慮卷筒卷徑、轉動慣量和軋制速度因素建立極片軋機控制規則，將輸入的e與e_c和輸出的調節量ΔK_P、ΔK_I、ΔK_D構建起聯系,進而在專家知識庫中建立規則庫；推理機采用的是mamdani推理法。

2.根據權利要求1所述的鋰電池極片軋機張力控制方法，其特征在于，所述極片軋機控制規則為：

其中，6/-6/2分別代表PID控制器的調節量ΔK_P、ΔK_I、ΔK_D。

3.根據權利要求1所述的鋰電池極片軋機張力控制方法，其特征在于，所述極片軋機控制規則的建立依據下述的規則進行制定：

1)在鋰電軋機的啟動階段，收放卷裝置受到各種機械部件擾動，極片帶材卷筒收縮，卷徑減小，線速度v減小，放卷力矩增大，可能造成極片帶張力產生波動或較大偏差，此時極片帶張力的偏差值e較大，為了防止張力偏差導致輸出積分飽和及偏差值超調，需要適當的減小ΔK_P和ΔK_I的值，增加ΔK_D的值；

2)在軋機正常進入工作狀態并穩定運行時，線速度v保持穩定，放卷力矩保持不變，張力不會在短時間內出現極大偏差，此時極片帶張力偏差e和偏差的變化率e_c較小，故能穩定增大ΔK_P和ΔK_I的值來提高控制的穩定性，使ΔK_P和ΔK_I穩定增加，ΔK_D的值則穩定在偏小的范圍內；

3)在極片帶傳送過程中，由于設備原因或者某些環境因素，造成短時間內張力值變化較大，此時張力偏差變化率e_c較大，此時應適當的增加ΔK_I，并減小ΔK_P，同時ΔK_D應取值較小，避免微分環節帶來的超調和震蕩。