電線加塑恒張力模糊變結構控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、在電線電纜的絕緣加塑生產過程中，張力控制是極其重要的一環(huán)。良好的張力控制性能指標能夠確保產品質量，提高生產效率。20世紀60年代，美國加利福尼亞大學著名教授、控制論學者L.A.Zadeh提出了一種新型的控制算法，即模糊控制。其控制算法結構簡單，系統(tǒng)的控制性能不依賴于被控對象的數(shù)學模型，從而使系統(tǒng)的設計幾乎與被控對象無關，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)存在時變、多干擾等特點，進行了基于模糊變結構控制的電線加塑恒張力控制仿真和相關的實驗研究。 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)缺點后，介紹了一種間接——直接復合控制方法。 在建立張力階段，采用電流、轉速雙閉環(huán)PI控制，實現(xiàn)快速建立張力；小范圍張力調整階段，采用模糊控制算法，實現(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計步驟。根據(jù)實際的被控對象的要求，進行了恒張力基本模糊控制器的設計，給出了控制算法的計算步驟。 再次，以電線加塑生產線為對象，對卷取張力控制系統(tǒng)進行了數(shù)學模型的分析和仿真研究。在分別建立了卷取張力、直流電動機、功率驅動部分的數(shù)學模型后，進行了電流調節(jié)器、轉速調節(jié)器、張力調節(jié)器的設計并進行了仿真分析。通過仿真結果分析驗證論文提出的控制方案的有效性。 最后，設計了以美國TI公司生

4、產的TMS320LF2407A DSP芯片為主控單元，輔以相應外圍設備（包括檢測模塊，光電隔離模塊，功率驅動模塊等部分）為張力控制系統(tǒng)的實現(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行控制程序的開發(fā)，通過串行通訊的方式將DSP與上位機相連，采用Visual Basic開發(fā)上位機監(jiān)控系統(tǒng)。通過相關的實驗研究，驗證了本課題提出的實現(xiàn)方案的有效性和可行性。這也為先進的控制方法應用到實際生產過程提供了參考