本发明专利技术涉及机械控制领域，具体公开了一种闭环控制的过程张力控制方法、系统、设备及介质，包括实时读取牵引伺服的第一运行数据，以及张力传感器的测量值；检测测量值是否符合第一预设值；其中，所述第一预设值是过程张力控制的目标张力数值；当测量值不符合第一预设值时，则以第一运行数据为基准，通过闭环控制算法，计算获得输出值；将输出值发送给张力控制伺服，控制其运行速度为输出值。本发明专利技术实现了高精度、适用场景广泛、运用便捷的张力控制方法及系统，使过程张力的控制更加高效、快速和精确。精确。精确。
【技术实现步骤摘要】
一种闭环控制的过程张力控制方法、系统、设备及介质
[0001]本专利技术涉及机械控制领域，尤其涉及一种闭环控制的过程张力控制方法、系统、设备及介质。
技术介绍
[0002]在连续纤维纱线预浸片卷材生产过程中，展纱机用于将从纱架出来的束状纱线重新整经成片状，以便后续工序直接进入挤出机进行预浸，最终经过冷却成型形成片状卷材。
[0003]目前的展纱机大部分应用多组错位压辊上下交叉的张力调节器，来使纱线形成一定的张力。由于连续纤维纱线的生产线属于连续系统，展纱机参数的调节需要在生产过程中实时调节，现有的机械式张力调节系统难以实时调节张力的大小，且需要通过人工来调节。而展纱机张力的调节不准确或不及时时，会引起勒纱、磨纱的现象。现有的张力调节机构操作繁琐，响应慢，精度调节不精确，张力波动范围大，极大地影响了成品的性能和良品率。
[0004]随着技术的发展，运用领域的不断拓展，用户对生产的产品性能的要求不断精细化，对产品品质的要求不断提高，现有的展纱机控制方式已经无法满足用户对产品高质量的需求。
技术实现思路
[0005]为了克服现有张力调节机构操作繁琐、响应慢、调节精度差，以及张力波动范围大的问题，本专利技术提供一种闭环控制的过程张力控制方法、系统、设备及介质。
[0006]本专利技术提供了一种闭环控制的过程张力控制方法，包括：
[0007]实时读取牵引伺服的第一运行数据，以及张力传感器的测量值；
[0008]检测测量值是否符合第一预设值；其中，所述第一预设值是过程张力控制的目标张力数值；
[0009]当测量值不符合第一预设值时，则以第一运行数据为基准，通过闭环控制算法，计算获得输出值；
[0010]将输出值发送给张力控制伺服，控制其运行速度为输出值。
[0011]作为优选地，所述闭环控制算法，具体为：
[0012]开始计算测量值与第一预设值的差作为偏差值，同时开始计时，得到时间值；
[0013]计算偏差值与第一比例系数的乘积，得到比例值；
[0014]根据预设的第一微分系数，计算偏差值随时间值变化的微分，得到微分值；
[0015]根据预设的第一积分系数，计算偏差值随时间值变化的积分，得到积分值；
[0016]计算比例值、积分值和微分值之和，得到输出值；
[0017]当偏差值等于零的持续时间大于第二阈值时，停止计算偏差值，并将计时归零。
[0018]优选地，所述计算比例值、积分值和微分值之和，得到输出值之前，还包括：
[0019]比较偏差值的绝对值是否大于等于第一阈值；
[0020]如是，且当偏差值为负，则将输出值设为极大值；当偏差值为正，则将输出值设为极小值；其中，极大值是张力控制伺服的控制参数上限，极小值是张力控制伺服的控制参数下限；
[0021]否则，计算比例值、积分值和微分值之和，得到输出值。
[0022]优选地，还包括：
[0023]针对第一比例系数、第一微分系数和第一积分系数，建立深度学习模型；
[0024]收集若干个在不同测量值与第一预设值下的输出值随时间值的变化曲线，并用其建立训练集和测试集；
[0025]设定所述深度学习模型的损失函数；其中，当所述变化曲线的长度越短、波动越小时，损失函数的解越逼近最优解；
[0026]通过训练集和测试集完成深度学习模型的训练；
[0027]依据输入的测量值与第一预设值，通过深度学习模型获得第一比例系数、第一微分系数和第一积分系数的最优解。
[0028]优选地，所述第一预设值是根据上位机主牵引的实时运行速度而计算确定。
[0029]本专利技术还提供了一种闭环控制的过程张力控制系统，包括：测量模块、判断模块、计算模块和控制模块；
[0030]所述测量模块用于实时读取牵引伺服的第一运行数据，以及张力传感器的测量值；
[0031]所述判断模块用于检测测量值是否符合第一预设值；其中，所述第一预设值是过程张力控制的目标张力数值；
[0032]所述计算模块用于当测量值不符合第一预设值时，则以第一运行数据为基准，通过闭环控制算法，计算获得输出值；
[0033]所述控制模块用于将输出值发送给张力控制伺服，控制其运行速度为输出值。
[0034]本专利技术还提供了一种闭环控制的过程张力控制设备，包括：控制器、张力传感器、牵引伺服和张力控制伺服；
[0035]所述控制器用于通过上述闭环控制的过程张力控制方法，计算出输出值；
[0036]所述张力传感器用于实时检测整体纱线的张力，并将检测信号传至控制器；
[0037]所述牵引伺服用于按照第一运行数据牵引整体纱线，
[0038]所述张力控制伺服用于按照所述控制器的输出值控制运行速度，以调整整体纱线的张力；
[0039]所述控制器分别与所述张力传感器、所述牵引伺服和所述张力控制伺服电性相连。
[0040]优选地，还包括触摸屏；
[0041]所述触摸屏用于显示和操控所述控制器的控制界面；
[0042]所述控制器分别与所述触摸屏电性相连。
[0043]优选地，还包括线速度检测编码器；
[0044]所述线速度检测编码器用于检测上位机主牵引的运行速度，使所述控制器与上位机联动，并根据所述上位机主牵引的运行速度，设置第一预设值。
[0045]优选地，所述牵引伺服和所述张力控制伺服之间设有张力检测辊，所述张力传感
器设于张力检测辊上，所述整体纱线与所述张力检测辊成60
°‑
180
°
的包角。
[0046]本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述闭环控制的过程张力控制方法。
[0047]本专利技术的有益效果是：
[0048]通过闭环控制算法动态调节过程张力，使过程张力的控制平稳、高效且快速，提高了产品质量和良品率。
[0049]优选地，通过运用了微分和积分闭环控制算法，实现了高精度、适用场景广泛、运用便捷的张力控制方法及系统，使过程张力的控制更加高效、快速和精确。
[0050]优选地，通过深度学习模型，自动计算最优的第一比例系数、第一微分系数和第一积分系数，从而得到张力变化最快最平稳的输出值。
附图说明
[0051]下文将结合说明书附图对本专利技术进行进一步的描述说明，其中：
[0052]图1为本专利技术其中一个实施例的闭环控制的过程张力控制方法；
[0053]图2为本专利技术其中一个实施例的闭环控制算法流程图；
[0054]图3为本专利技术其中一个实施例的设备框图。
[0055]图中：1、触摸屏；2、线速度检测编码器；3、可编程控制器；4、牵引伺服；5、牵引轴；6、张力检测辊；7、张力传感器；8、张力控制伺服；9、张力控制轴。
具体实施方式
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种闭环控制的过程张力控制方法，其特征在于，包括：实时读取牵引伺服的第一运行数据，以及张力传感器的测量值；检测测量值是否符合第一预设值；其中，所述第一预设值是过程张力控制的目标张力数值；当测量值不符合第一预设值时，则以第一运行数据为基准，通过闭环控制算法，计算获得输出值；将输出值发送给张力控制伺服，控制其运行速度为输出值。2.根据权利要求1所述的一种闭环控制的过程张力控制方法，其特征在于，所述闭环控制算法，具体为：开始计算测量值与第一预设值的差作为偏差值，同时开始计时，得到时间值；计算偏差值与第一比例系数的乘积，得到比例值；根据预设的第一微分系数，计算偏差值随时间值变化的微分，得到微分值；根据预设的第一积分系数，计算偏差值随时间值变化的积分，得到积分值；计算比例值、积分值和微分值之和，得到输出值；当偏差值等于零的持续时间大于第二阈值时，停止计算偏差值，并将计时归零。3.根据权利要求2所述的一种闭环控制的过程张力控制方法，其特征在于，所述计算比例值、积分值和微分值之和，得到输出值之前，还包括：比较偏差值的绝对值是否大于等于第一阈值；如是，且当偏差值为负，则将输出值设为极大值；当偏差值为正，则将输出值设为极小值；其中，极大值是张力控制伺服的控制参数上限，极小值是张力控制伺服的控制参数下限；否则，计算比例值、积分值和微分值之和，得到输出值。4.根据权利要求2所述的一种闭环控制的过程张力控制方法，其特征在于，还包括：针对第一比例系数、第一微分系数和第一积分系数，建立深度学习模型；收集若干个在不同测量值与第一预设值下的输出值随时间值的变化曲线，并用其建立训练集和测试集；设定所述深度学习模型的损失函数；其中，当所述变化曲线的长度越短、波动越小时，损失函数的解越逼近最优解；通过训练集和测试集完成深度学习模型的训练；依据输入的测量值与第一预设值，通过深度学习模型获得第一比例系数、第一微分系数和第一积分系数的最优解。5.根据权利要求1所述的一种闭环控制的过程张力控制方...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯敏，邓荣坚，何永俊，肖鹏，刘玲，林红，孟姗姗，
申请(专利权)人：广州金发碳纤维新材料发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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