柔性薄膜卷繞輸送系統(tǒng)中張力控制研究與應(yīng)用.pdf

1、21世紀(jì)是氫能源時(shí)代,以氫為燃料的質(zhì)子交換膜燃料電池具有廣闊的市場(chǎng)與應(yīng)用空間。燃料電池膜電極作為質(zhì)子交換膜燃料電池的核心,其性能與制造成本最為關(guān)鍵。連續(xù)化增強(qiáng)密封層復(fù)合設(shè)備(SEAL設(shè)備)是膜電極生產(chǎn)線中關(guān)鍵設(shè)備之一。本文的研究?jī)?nèi)容是該設(shè)備中柔性薄膜卷繞輸送中的張力控制系統(tǒng),主要包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)分析設(shè)備中薄膜基材張力波動(dòng)機(jī)理,設(shè)計(jì)張力分布式控制方案并分別建立了收放料張力控制動(dòng)力學(xué)模型、對(duì)輥輸送張力控制動(dòng)力學(xué)模型和交流

2、伺服電機(jī)控制數(shù)學(xué)模型。
　　(2)建立設(shè)備各張力控制區(qū)的張力控制系統(tǒng),主要包括對(duì)輥輸送張力控制系統(tǒng)和收放料張力控制系統(tǒng),并在此基礎(chǔ)上對(duì)設(shè)備張力控制系統(tǒng)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。
　　(3)針對(duì)對(duì)位層合張力控制區(qū)高精度張力控制要求、層合薄膜變截面特點(diǎn)以及輸送過(guò)程中受摩擦、空氣等非線性影響,設(shè)計(jì)模糊PID控制算法提高張力控制效果并仿真證明與傳統(tǒng)PID控制相比,模糊PID控制能達(dá)到更佳的張力控制水平。
　　(4)測(cè)試與分析實(shí)際張力控制系

3、統(tǒng)中的張力反饋信號(hào)干擾,并設(shè)計(jì)模擬濾波電路有效抑制了電磁干擾對(duì)張力反饋信號(hào)的影響,提高張力控制效果。
　　最后,本文對(duì)所得到的結(jié)論、提出的張力控制辦法等進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)表明:(1)張力分布式控制系統(tǒng)在可以滿足SEAL設(shè)備輸送距離長(zhǎng)、工藝復(fù)雜等點(diǎn);(2)忽略卷徑變化的磁粉制動(dòng)器/離合器收放料張力控制系統(tǒng)適用于設(shè)備各種薄膜收放料;(3)采用模糊控制算法可以顯著提高對(duì)輥輸送張力控制效果。本文提出的控制方法已經(jīng)在SEAL設(shè)備中獲得了實(shí)