一种自反馈式纱线张力控制方法技术

本发明专利技术涉及纱线纺织控制领域，尤其是一种自反馈式纱线张力控制方法。本发明专利技术所提供的自反馈式纱线张力控制方法，包括如下步骤：获取纱线张力控制系统的响应数据；利用所述响应数据，获得纱线张力预测响应值；设定纱线张力目标值；利用所述纱线张力目标值和所述纱线张力预测响应值，设定控制量；获取所述控制量的纱线张力实际响应值；利用所述纱线张力实际响应值，优化所述控制量。本发明专利技术所提供的自反馈式纱线张力控制方法，具有响应速度快、对模型精确性要求不高、鲁棒性强等优点，并可以在复杂工业过程中实现精确的控制，有效提升生产效率和产品质量，同时具有广泛应用的前景。同时具有广泛应用的前景。同时具有广泛应用的前景。

【技术实现步骤摘要】
一种自反馈式纱线张力控制方法


[0001]本专利技术涉及纱线纺织控制领域，尤其是一种自反馈式纱线张力控制方法。

技术介绍

[0002]随着科技的进步，对生产生活中控制工程的技术提出了更高的要求。在络筒机的纱线卷绕过程中，纱线的张力和张力波动会对产品的质量产生影响。传统的络筒机张力控制方案采用闭环控制和模糊控制方法，能够有效地控制张力的大小和波动。然而，这些控制方法的参数选择都依赖于专家的经验和技术人员对问题背景的认识。一旦面临新的设备、环境以及工况，就需要重新设计控制的参数，因此存在着诸多弊端，无法具备预测性。
[0003]模型预测控制(Model Predictive Control，MPC)算法采用了多步预测、滚动优化和反馈校正等控制策略，具有控制效果好、鲁棒性强、对模型精确性要求不高等优点。该方法能够有效地用于复杂工业过程的控制，并且已在石油、化工、冶金、机械等工业部门的过程控制系统中得到了验证。因此，针对现有的络筒机张力控制策略缺少预测性的问题，亟需基于一种基于模型预测控制的纱线张力控制方法，以达到预测并控制络筒机纱线卷绕张力的目的。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供了一种自反馈式纱线张力控制方法，旨在解决现有络筒机张力控制策略缺少预测性的问题。本专利技术所提供的自反馈式纱线张力控制方法，包括如下步骤：获取纱线张力控制系统的响应数据；利用所述响应数据，获得纱线张力预测响应值；设定纱线张力目标值；利用所述纱线张力目标值和所述纱线张力预测响应值，设定控制量；获取所述控制量的纱线张力实际响应值；利用所述纱线张力实际响应值，优化所述控制量。本专利技术所提供的自反馈式纱线张力控制方法，通过获取纱线张力控制系统的响应数据，获得纱线张力预测响应值，并结合设定的纱线张力目标值，设定控制量，进而优化纱线张力控制，解决了现有络筒机张力控制策略缺少预测性的问题。本专利技术所提供的自反馈式纱线张力控制方法，具有响应速度快、对模型精确性要求不高、鲁棒性强等优点，并可以在复杂工业过程中实现精确的控制，有效提升生产效率和产品质量，同时具有广泛应用的前景。
[0005]可选地，所述利用所述响应数据，获得纱线张力预测响应值，包括如下步骤：通过所述响应数据，搭建所述纱线张力控制系统响应模型；利用所述纱线张力控制系统响应模型，构建纱线张力预测响应模型；通过所述纱线张力预测响应模型，获得纱线张力预测响应值。本专利技术通过搭建响应模型和构建预测模型，可以更加准确地预测纱线张力的响应值，提高控制精度。同时，纱线张力预测响应模型可以在系统的实际运行中不断更新和优化，从而使预测结果更加精确。因此，本专利技术可以更好地适应复杂多变的生产环境和工艺过程，从而提高控制系统的稳定性和鲁棒性。
[0006]进一步可选地，所述纱线张力控制系统响应模型，包括如下公式：
，其中，表示第k时刻的纱线张力响应值，，表示采样时刻序号，表示纱线张力控制系统响应达到稳态的采样时刻序号，表示第时刻的动态系数，表示第时刻的动态系数，表示纱线张力控制系统在第时刻的控制增量，表示纱线张力控制系统在第时刻的控制增量。
[0007]进一步可选地，所述纱线张力预测响应模型，包括如下公式：，其中，表示第时刻的纱线张力预测响应值，，表示采样时刻序号，表示纱线张力控制系统响应达到稳态的采样时刻序号，表示第时刻的动态系数，表示第时刻的动态系数，，表示预测时刻序号，表示纱线张力控制系统在第时刻的控制增量，表示纱线张力控制系统第时刻的控制增量。
[0008]可选地，所述利用所述纱线张力目标值和所述纱线张力预测响应值，设定控制量，包括如下步骤：利用所述纱线张力目标值和所述纱线张力预测响应值，搭建控制函数；通过所述控制函数，求解所述纱线张力控制系统的控制增量矩阵；根据所述控制增量矩阵，设定控制量。本专利技术通过搭建控制函数和求解控制增量矩阵，可以更加准确地计算出需要设定的控制增量，避免了手动设置控制量带来的误差和不稳定性。此外，根据所求得的控制增量进行控制量设定，可以使纱线张力控制系统更加智能和自适应，从而适应不同的生产环境和工艺过程，提高控制精度和生产效率。因此，本专利技术所提供的自反馈式纱线张力控制方法，在实际应用中具有较为广泛的适用性和实用性。
[0009]进一步可选地，所述控制函数，包括如下公式：，其中，表示纱线张力预测响应矩阵，表示纱线张力期望响应矩阵，表示权重系数，表示控制增量矩阵，表示矩阵转置。
[0010]进一步可选地，所述控制增量矩阵，包括如下公式：，其中，表示控制增量矩阵，表示纱线张力控制系统的响应矩阵，表示权重系数，表示单位矩阵，表示纱线张力期望响应矩阵，表示纱线张力预测响应初始量矩阵，表示矩阵转置。
[0011]可选地，所述利用所述纱线张力实际响应值，优化所述控制量，包括如下步骤：比较所述纱线张力实际响应值和纱线张力预测响应值，获得预测误差模型；利用所述预测误差模型，校正纱线张力预测响应值；利用校正后的纱线张力预测响应值，优化所述控制量。本专利技术通过比较纱线张力的实际响应值和预测响应值，可实时获得纱线张力的预测误差模型，并利用该模型对预测响应值进行校正，从而进一步优化控制量。因此，本专利技术可以实现更加精准和实时的控制，提高生产效率和质量，并在实际运行中不断更新和优化预测模型，从而适应不断变化的生产环境和工艺过程，提高控制系统的稳定性和鲁棒性。
[0012]进一步可选地，所述预测误差模型，包括如下公式：，其中，表示纱线张力控制系统在输入控制量后的第时刻的纱线张力实际响应值，表示纱线张力控制系统在输入控制量后的第时刻的纱线张力预测值，表示纱线张力控制系统在控制量作用下第时刻产生的预测误差。
[0013]进一步可选地，所所述利用所述预测误差模型，校正纱线张力预测响应值，包括如下步骤：利用所述预测误差模型，校正纱线张力预测响应值，校正后的纱线张力预测响应值，包括如下公式：，其中，表示在时刻校正后的纱线张力预测响应矩阵，表示在k时刻获得的纱线张力预测响应矩阵，表示误差校正矢量，表示纱线张力控制系统在控制量作用下第时刻产生的预测误差；利用校正后的纱线张力预测响应值，校正纱线张力预测响应初始量矩阵，校正后的纱线张力预测响应初始量矩阵，满足如下公式：，其中，表示在时刻校正后的预测响应初始量矩阵，S为位移矩阵，表示在时刻校正后的纱线张力预测响应矩阵。
附图说明
[0014]图1为本专利技术实施例所提供的自反馈式纱线张力控制方法流程图；图2为本专利技术实施例提供的纱线张力控制系统结构图。
实施方式
[0015]下面将详细描述本专利技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本专利技术。在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本专利技术。在其他实例中，为了避免混淆本专利技术，未具体描述公知的电路，软件或方法。
[0016]在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自反馈式纱线张力控制方法，其特征在于，包括如下步骤：获取纱线张力控制系统的响应数据；利用所述响应数据，获得纱线张力预测响应值；设定纱线张力目标值；利用所述纱线张力目标值和所述纱线张力预测响应值，设定控制量；获取所述控制量的纱线张力实际响应值；利用所述纱线张力实际响应值，优化所述控制量。2.根据权利要求1所述的自反馈式纱线张力控制方法，其特征在于，所述利用所述响应数据，获得纱线张力预测响应值，包括如下步骤：通过所述响应数据，搭建所述纱线张力控制系统响应模型；利用所述纱线张力控制系统响应模型，构建纱线张力预测响应模型；通过所述纱线张力预测响应模型，获得纱线张力预测响应值。3.根据权利要求2所述的自反馈式纱线张力控制方法，其特征在于，所述纱线张力控制系统响应模型，包括如下公式：，其中，表示第k时刻的纱线张力响应值，，表示采样时刻序号，表示纱线张力控制系统响应达到稳态的采样时刻序号，表示第时刻的动态系数，表示第时刻的动态系数，表示纱线张力控制系统在第时刻的控制增量，表示纱线张力控制系统在第时刻的控制增量。4.根据权利要求2所述的自反馈式纱线张力控制方法，其特征在于，所述纱线张力预测响应模型，包括如下公式：，其中，表示第时刻的纱线张力预测响应值，，表示采样时刻序号，表示纱线张力控制系统响应达到稳态的采样时刻序号，表示第时刻的动态系数，表示第时刻的动态系数，，表示预测时刻序号，表示纱线张力控制系统在第时刻的控制增量，表示纱线张力控制系统第时刻的控制增量。5.根据权利要求1所述的自反馈式纱线张力控制方法，其特征在于，所述利用所述纱线张力目标值和所述纱线张力预测响应值，设定控制量，包括如下步骤：利用所述纱线张力目标值和所述纱线张力预测响应值，搭建控制函数；通过所述控制函数，求解所述纱线张力控制系统的控制增量矩阵；根据所述控制增量矩阵，设定控制量。6.根据权利要求5所述的自反馈式纱...

【专利技术属性】
技术研发人员：季霞，黄希扬，郗欣甫，闫红霞，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：