[發明專利]一種多束纏繞設備聯合驅動系統的張力控制方法

有效

• 申請號: 202310167978.6
• 申請日: 2023-02-27
• 公開（公告）號: CN115847786B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 段昱杰;梁建國;文新宇;江連運;趙春江;趙曉冬;李銀輝;高海峰;劉江林
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: B29C53/60
• 分類號: B29C53/60;B29C53/80
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

1.一種多束纏繞設備聯合驅動系統的張力控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：根據放卷輥力矩方程、擺桿速度差方程和電路方程，建立張力控制系統分數階數學模型；

張力控制系統分數階數學模型的傳遞函數為：

式中，為張力控制系統的放卷輥模塊的分數階傳遞函數；為張力控制系統的擺桿模塊的分數階傳遞函數；，其中是張力伺服電機的轉矩常數，是折算到張力伺服電機電機軸上的總摩擦系數，是等效電阻，是反電動勢系數；，其中是總轉動慣量；，其中是擺桿長度的一半；是引入的微分算子，且；是引入的積分算子，且；

S2：在分數階PID控制引入時變參數，建立時變分數階PID控制器；

時變分數階PID控制器的傳遞函數為：

式中，為時變分數階PID控制器的比例系數；為時變分數階PID控制器的積分系數；為時變分數階PID控制器的微分系數；為時變分數階PID控制器的積分算子，且；為時變分數階PID控制器的微分算子，且；

時變分數階PID控制器的比例系數、積分系數和微分系數的整定規則如下：

，，

式中，為可調參數，且；為調節公式；

調節公式的表達式如下：

式中，由被控系統時間特性確定，取值范圍為，為自然常數；

S3：設定目標張力值，目標張力值和未知外界干擾輸入張力控制系統分數階數學模型，輸出實時張力值；

S4：目標張力值和實時張力值作差后輸入時變分數階PID控制器，時變分數階PID控制器輸出；

S5：控制器的輸出值和未知外界干擾輸入張力控制系統分數階數學模型，輸出實時張力值；

S6：重復步驟S4、S5，直至張力控制系統分數階數學模型輸出的實時張力值逼近目標張力值。