[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

本發明為一種鋰電池極片軋機張力控制方法及檢測系統，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Ksubgt;P/subgt;、Ksubgt;I/subgt;、Ksubgt;D/subgt;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。

技術領域

本發明涉及張力檢測及控制系統領域，具體涉及一種鋰電池極片軋機張力控制方法及檢測系統。

背景技術

鋰電池極片軋機由放卷機構、軋制機構和收卷機構組成。在軋機收卷和放卷過程中，極片帶的張力大小及穩定程度是至關重要的工藝指標。它是極片軋機主軋輥的線速度與收卷氣脹軸收卷線速度之間存在差值而產生的。張力檢測使用的是張力傳感器，輸出的為模擬量信號，并存在一些干擾信號，需要通過硬件電路設計進行剔除。

收放卷帶材的張力控制，采用高精度傳感器和控制器，通過輸出控制信號或者調整電流的方式完成張力的調節與控制。張力控制方式根據工藝不同主要可以分為開環控制和閉環控制，開環控制缺少相應的反饋環節，閉環控制則是添加了張力反饋環節，通過算法分析，利用控制器驅動電機或變頻器帶動機械傳動機構完成張力調節。

公開號為CN106933170A的中國專利中公開了一種嵌入式模塊化的鋰電池極片軋機控制器，其以STM32為主控單元，設有張力總線隔離器，采用無線和有線兩種方式進行張力數據傳輸，使用模擬量采集電路采集張力信號。所述模擬量采集電路在前級部分未采用濾波電路等抗干擾電路，信號中雜質信號較多，使得轉換后的數字信號不穩定。

公開號為CN110045660A的中國專利中公開了一種數字化極片軋機集成控制器，以ARM內核32位芯片電路和FPGA芯片電路組成數據采集和處理單元。張力傳感器、數據處理單元、電機調速單元僅僅在硬件結構上形成張力閉環控制，未能在軟件設計中設計閉環控制策略，控制精度有待提高。

在鋰電軋機的閉環反饋控制系統中，收放卷的張力閉環反饋控制系統是實時變化的非線性系統，使用傳統的PID控制算法對其參數的確定，受到軋機工業現場的控制環節、執行環節和周圍環境中的干擾，誤差較大。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明要解決的問題是，提供一種鋰電池極片軋機張力控制方法及檢測系統，該控制方法采用算法融合技術優化張力閉環控制參數，提高閉環控制的精度，實現鋰電池極片軋機在工業現場的自適應控制。該檢測系統提高了極片軋機張力檢測兼容性和系統抗干擾能力，解決電路冗余等問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

提供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：