一种张力自适应的浮辊控制方法和机构技术

本发明专利技术公开一种张力自适应的浮辊控制方法，包括步骤：获取浮辊的状态数据；根据浮辊的状态数据获取浮辊的控制误差数据；使用模糊算法，根据浮辊的控制误差数据获取调节系数；使用PID控制器，根据调节系数产生浮辊控制信号；根据浮辊控制信号以稳定张力牵引浮辊。本发明专利技术的张力自适应的浮辊控制方法，通过主动测量浮辊的位置和/或张力信息，并根据位置和/或张力信息输出浮辊的控制信号，用于实时的补偿浮辊的非线性的张力变化，以保持浮辊在系统运行期间的张力稳定。间的张力稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种张力自适应的浮辊控制方法和机构


[0001]本专利技术属于张力控制领域，具体涉及一种张力自适应的浮辊控制方法和机构。

技术介绍

[0002]精准而且稳定的张力控制对提高箔材生产效率，提升产品加工品质，减少断带和打皱等方面至关重要，但是箔材生产加工过程中，速度变化，辊的制造精度和装配精度，收放卷卷径变化，机械特性变化及辊的跳动等因素，都严重影响张力控制的稳定性，多种张力影响因素综合在一起导致了卷绕系统的张力的非线性改变。另一方面，目前的浮辊式张力控制方式，多数都是被动控制方式，且有浮辊自身重量问题，并且不具备自适应调节功能，很多时候，无法满足控制要求，而且张力控制系统设计完毕后，想进一步提升张力控制稳定性，需要制定特定的控制件以满足某一卷绕系统的张力稳定，针对不同卷绕系统设计不同的张力控制机构会增加生产成本。

技术实现思路

[0003]为解决上述现有技术中的问题，本专利技术提出了一种张力自适应的浮辊控制方法和机构，用于适配不同的卷绕系统，实时主动调节卷绕系统中非线性变化的张力，解决卷绕系统张力不稳定的问题。
[0004]本专利技术的技术方案为：
[0005]一种张力自适应的浮辊控制方法，包括步骤：
[0006]S1、获取浮辊的状态数据；
[0007]S2、根据浮辊的状态数据获取浮辊的控制误差数据；
[0008]S3、使用模糊算法，根据浮辊的控制误差数据获取调节系数；
[0009]S4、使用PID控制器，根据调节系数产生浮辊控制信号；
[0010]S5、根据浮辊控制信号以稳定张力牵引浮辊。
[0011]作为一种优选的方案，浮辊的状态数据包括浮辊位置数据，浮辊控制信号用于控制牵引电机。
[0012]作为一种优选的方案，浮辊的状态数据包括浮辊张力数据，浮辊控制信号用于控制比例阀。
[0013]作为一种优选的方案，浮辊的状态数据包括浮辊位置数据和浮辊张力数据，浮辊控制信号用于控制牵引电机和比例阀。
[0014]作为一种优选的方案，步骤S3具体为：使用三角隶属度函数对浮辊的控制误差数据进行模糊计算，输出PID控制器的比例系数作为调节系数。
[0015]另一方面，本专利技术还提供一种张力自适应的浮辊控制机构，包括测量缓存单元、模糊计算单元、PID控制单元、浮辊控制单元；
[0016]测量缓存单元用于获取浮辊的状态数据，并根据浮辊的状态数据获取浮辊的控制误差数据；
[0017]模糊计算单元用于使用模糊算法，根据浮辊的控制误差数据获取调节系数；
[0018]PID控制单元内置PID控制器，用于根据调节系数产生浮辊控制信号；
[0019]浮辊控制单元用于根据浮辊控制信号以稳定张力牵引浮辊。
[0020]作为一种优选的方案，测量缓存单元包括位置传感器，浮辊控制单元包括牵引电机。
[0021]作为一种优选的方案，测量缓存单元包括力传感器，浮辊控制单元包括比例阀。
[0022]作为一种优选的方案，测量缓存单元包括位置传感器和力传感器，浮辊控制单元包括牵引电机和比例阀。
[0023]作为一种进一步优选的方案，位置传感器为拉伸位置传感器、电位器或角度传感器。
[0024]本专利技术的有益效果包括：本专利技术提供的一种张力自适应的浮辊控制方法，通过主动测量浮辊的位置和/或张力信息，并根据位置和/或张力信息输出浮辊的控制信号，用于实时的补偿浮辊的非线性的张力变化，以保持浮辊在系统运行期间的张力稳定。进一步的，本专利技术提供的一种张力自适应的浮辊控制机构，能以组装的方式适配到不同的卷绕系统中，将传感器安装到卷绕系统中待测量组件附近，并应用牵引电机和压辊根据测量的信息实现相应的负反馈的张力控制，以解决卷绕系统的张力稳定问题，并且算法简单以能适配低端控制器。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本专利技术的一种张力自适应的浮辊控制方法的流程图；
[0027]图2为本专利技术的实施例e1(k)的隶属度函数的函数图像；
[0028]图3为本专利技术的实施例e2(k)的隶属度函数的函数图像；
[0029]图4为本专利技术的实施例K的隶属度函数的函数图像；
[0030]图5为本专利技术的实施例的模糊推理的计算示意图；
[0031]图6为本专利技术的实施例的一种卷绕系统的结构示意图；
[0032]图7为本专利技术的实施例的另一种卷绕系统的结构示意图。
[0033]其中，1、拉绳；2、导向棍；3、张力辊；4、浮辊；5、张力传感器；6、位置传感器；7、导向辊；8、牵引辊；9、压辊；10、质量块；11、摆杆。
[0034]具体实施实例
[0035]以下通过特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0036]本申请提供一种张力自适应的浮辊控制方法，其流程图如图1所示，包括步骤：
[0037]S1、获取浮辊的状态数据；
[0038]S2、根据所述浮辊的状态数据获取浮辊的控制误差数据；
[0039]S3、使用模糊算法，根据所述浮辊的控制误差数据获取调节系数；
[0040]S4、使用PID控制器，根据所述调节系数产生浮辊控制信号；
[0041]S5、根据所述浮辊控制信号以稳定张力牵引浮辊。
[0042]具体的，在本申请的一个实施例中，步骤S1中，浮辊的状态数据包括浮辊实时的位置数据，更具体的，这一位置数据由拉伸位置传感器、电位器或角度传感器对浮辊进行测量得到。
[0043]步骤S2中，控制误差数据根据预先设置的位置设定数据与上述步骤S1所采集的实时的位置数据作差得到。具体的，误差数据可以包括误差信号e1(k)，偏差信号e2(k)和修正信号e3(k)。其中，在第k时刻的误差数据包括误差信号e1(k)和误差信号e2(k)，误差信号e1(k)是设定数据与第k时刻的测量数据的误差值，误差信号e2(k)是第k时刻的误差数据与第(k
‑
1)时刻的误差数据的差值，修正信号e3(k)是第k时刻误差与2倍第k
‑
1时刻误差之差与第k
‑
2时刻误差的和。
[0044]步骤S3中，模糊算法对调节系数的计算具体通过模糊化、模糊推理和解模糊过程实现，其主要根据误差信号e1(k)，偏差信号e2(k)，实现输出的调节系数的实时调整。在本实施例中，调节系数具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种张力自适应的浮辊控制方法，其特征在于，包括步骤：S1、获取浮辊的状态数据；S2、根据所述浮辊的状态数据获取浮辊的控制误差数据；S3、使用模糊算法，根据所述浮辊的控制误差数据获取调节系数；S4、使用PID控制器，根据所述调节系数产生浮辊控制信号；S5、根据所述浮辊控制信号以稳定张力牵引浮辊。2.如权利要求1所述的一种张力自适应的浮辊控制方法，其特征在于，所述浮辊的状态数据包括浮辊位置数据，所述浮辊控制信号用于控制牵引电机。3.如权利要求1所述的一种张力自适应的浮辊控制方法，其特征在于，所述浮辊的状态数据包括浮辊张力数据，所述浮辊控制信号用于控制比例阀。4.如权利要求1所述的一种张力自适应的浮辊控制方法，其特征在于，所述浮辊的状态数据包括浮辊位置数据和浮辊张力数据，所述浮辊控制信号用于控制牵引电机和比例阀。5.如权利要求1所述的一种张力自适应的浮辊控制方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：使用三角隶属度函数对所述浮辊的控制误差数据进行模糊计算，输出所述PID控制器的比例系数作为所述调节系数。6.一种张力自...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏新元，胡旭钢，纪鹏飞，樊旭，
申请(专利权)人：浙江御辰东智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：