電線加塑恒張力模糊變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、在電線電纜的絕緣加塑生產(chǎn)過程中，張力控制是極其重要的一環(huán)。良好的張力控制性能指標(biāo)能夠確保產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。20世紀(jì)60年代，美國加利福尼亞大學(xué)著名教授、控制論學(xué)者L.A.Zadeh提出了一種新型的控制算法，即模糊控制。其控制算法結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)的控制性能不依賴于被控對象的數(shù)學(xué)模型，從而使系統(tǒng)的設(shè)計(jì)幾乎與被控對象無關(guān)，可用于單變量系統(tǒng)和多變量系統(tǒng)以及非線性系統(tǒng)，在工業(yè)過程控制中有廣泛的應(yīng)用發(fā)展前景。 本論文基于模糊控制算法，針

2、對電線絕緣加塑過程中收卷和放卷張力系統(tǒng)存在時(shí)變、多干擾等特點(diǎn)，進(jìn)行了基于模糊變結(jié)構(gòu)控制的電線加塑恒張力控制仿真和相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究。 首先，論文分析了卷繞過程中影響張力變化的因素，比較了幾種張力控制方式的優(yōu)缺點(diǎn)后，介紹了一種間接——直接復(fù)合控制方法。 在建立張力階段，采用電流、轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)PI控制，實(shí)現(xiàn)快速建立張力；小范圍張力調(diào)整階段，采用模糊控制算法，實(shí)現(xiàn)恒張力閉環(huán)控制，通過模糊控制來提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和魯棒性。 其次，簡要

3、介紹了模糊控制概述，并給出了模糊控制器的一般設(shè)計(jì)步驟。根據(jù)實(shí)際的被控對象的要求，進(jìn)行了恒張力基本模糊控制器的設(shè)計(jì)，給出了控制算法的計(jì)算步驟。 再次，以電線加塑生產(chǎn)線為對象，對卷取張力控制系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)學(xué)模型的分析和仿真研究。在分別建立了卷取張力、直流電動(dòng)機(jī)、功率驅(qū)動(dòng)部分的數(shù)學(xué)模型后，進(jìn)行了電流調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、張力調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)并進(jìn)行了仿真分析。通過仿真結(jié)果分析驗(yàn)證論文提出的控制方案的有效性。 最后，設(shè)計(jì)了以美國TI公司生

4、產(chǎn)的TMS320LF2407A DSP芯片為主控單元，輔以相應(yīng)外圍設(shè)備（包括檢測模塊，光電隔離模塊，功率驅(qū)動(dòng)模塊等部分）為張力控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案；利用DSP 集成開發(fā)環(huán)境CCS 2.2，采用C語言和匯編語言混合編譯的方法進(jìn)行控制程序的開發(fā)，通過串行通訊的方式將DSP與上位機(jī)相連，采用Visual Basic開發(fā)上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。通過相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究，驗(yàn)證了本課題提出的實(shí)現(xiàn)方案的有效性和可行性。這也為先進(jìn)的控制方法應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)過程提供了參考