复贴机张力的模糊自整定PID控制.pdf
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1、第2 7 卷第6 期 2 0 0 6 年6 月 纺织学报 J o u m a lo f7 I e x t i l eR e s e a r c h V 0 1 2 7N o 6 J u n 2 0 0 6 文章编号:0 2 5 3 9 7 2 l ( 2 0 0 6J 0 6 0 0 4 1 0 3 复贴机张力的模糊自整定P I D 控制 李革,梅靖,赵匀,潘海鹏 ( 浙江理工大学机械与自动控制学院,浙江杭州3 1 0 0 1 8 ) 摘要介绍了复贴机张力控制及其基本原理,由于复贴机是一个典型的复杂、联动、时变、非线性卷绕系统,对其 进行恒张力控制具有相当的难度。传统的P I D 控制不能满足
2、要求,为了有效解决系统的非线性时变和数学模型建 立困难等问题,在原有P I D 张力控制器的基础上提出一种较新的控制算法模糊自整定P I D 控制,对比了传统 P I D 控制和模糊P I D 仿真曲线,可以看出模糊控制器对卷径变化比普通P I D 控制具有更强的适应性。 关键词复贴机;模糊控制;P I D 控制;张力控制 中图分类号:稿1 9 5 3 8文献标识码:A F 眦z ys e l f a d j u s t i n gP c o n t r o l l e rf o ra m x t u r em a c l l i n et e n s i o nc o n t r o l U
3、 G e ,M E IJ i n g ,Z H A OY u n ,P A NH a i p e n g ( c o z 妇P 矿舭地n 池z 口砌A u 幻脚砌n ,z 而咖昭i 一死c 觇m 渺,肌懈b u ,z 埘i 口n g3 1 0 0 1 8 ,傩i 舢) A b s t r a c tT h i sp a p e ri n t r o d u c e st h ea m x t u r e l a c h i n et e n s i o nc o n t r o la n di t sp o s t u l a t e S i n c et h ea m x t u r e m
4、 a c h i n ei sat y p i c a lc o l p l i c a t e d ,t a n d e md r i v i n g ,t i 1 ec h a I l 舀n ga n dn o n - l i n e a r 诵n d i n gs y s t e m ,i ti sr a t h e r d i 伍c u l tt oc o n t r o lc o n s t a n tt e n s i o n T h et m d i t i o n a lp T o p o r t i o n a l i n t e g r a I d i f f e r e
5、n t i a l ( P I D ) c o n t r o l l e rc a nn o t m e e tt h er e q u i r e m e n t s ,t h u s ,af u z z ya d 印t i v eP I Dt e n s i o nc o n t m l l e ri sp I _ o p o s e df o re f f e c t i v es e t t l e m e n to ft h e p m b l e m so fd y n a I I l i cc h a n g eo ft h en o n - l i n e a rs y s
6、t e m a n dt h ee s t a b l i s h i n go fI n a t h e l a t i cH l o d e l T h r D u g h c o m p a r i n gt h es i 咖l a t e dc u r v eo ff u z 珂P I D 埘t ht h a to ft r a d i t i o n a lP I D ,i tc a nb e s e e nt h a tt h ef u z z yP I D c o n t r o U e rh a sb e t t e ra d a p t a b i l i t yt ot h
7、 ec h a n g eo ft h ew i n d i n gr a d i u st h a nt h et r a d i t i o n a lo n e K e yw o r d s a f f i x t u r em a c h i n e ;f u z z yc o n t r o l ;P I Dc o m r 0 1 ;t e n s i o nc o n t m l 复贴机的张力控制对复合面料的质量具有十分 重要的影响。常规P I D 控制器原理简单,鲁棒性较 强,动态和静态特性优良,特别是对二阶对象模型具 有最优调节器的结构特点。但常规P I D 控制器不具 有在线
8、参数整定功能,对系统模型的精确性依赖较 强,对于非线性、时变且受随机干扰的复贴机张力控 制系统,一般难以获得较好的控制性能,即使通过一 些假设和简化导出数学模型,仍有许多参数无法确 定。复贴机的张力采用模糊控制系统,无需建立 精确数学模型,该系统具有以下优点:1 ) 有效解决了 系统的非线性时变这一最大难题;2 ) 可以随时根据 系统的输入与反馈的偏差与偏差率来调节张力;3 ) 模糊控制规则有利于人机交互,便于操作者使用。 1 张力控制及其基本原理 工程自动控制中,有3 种张力控制系统:直接法 张力系统、间接法张力系统和复合张力系统陉 。直 接法调节系统是按张力偏差调节的闭环控制张力系 统,该
9、方法具有较高的控制精度,控制最为简便有 效,其工作原理见图1 。设2 个传动点之间的距离 为,压辊两侧的线速度分别为口,、秽。根据虎克定 律,加工物的弹性模量为 E = 盯e = ( F | s ) ( L 三) = 儿J s ( 1 ) 式中,F 为加工物的张力;J s 为加工物的截面积;L 为两传动点间的距离;为加工物的弹性伸长。 收稿日期:2 0 0 5 1 0 一1 9修回日期:2 0 0 6 一0 2 一1 3 基金项目:浙江省科技厅资助项目( 2 0 0 4 c 3 1 0 7 7 ) 作者简介:李革( 1 9 5 8 一) ,男,教授,博士。主要研究领域为机构动力学。 万方数据
10、PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 【4 2 】纺织学报 第2 7 卷 = I ( 移,一秽。) d f ,则有: J r F = E I s = ( E s ) J ( 秽。一秽o ) d t( 2 ) J 由式( 2 ) 可见,张力调节对象是一个积分环节。 当加工物受到拉伸后,首先要经过一段弹性伸长,才 能建立起张力。只有保持2 个传动单元的速度差恒 定,才能保持加工物中张力恒定,所以加工物中的张 力与2 个传动单元的线速度差的积分成正比,还与 加工物的弹性
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