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基于離散PID和錐度張力控制的薄膜分切機(jī)張力調(diào)節(jié)方法

2023年12月08日國知局瀏覽量:0

基于離散PID和錐度張力控制的薄膜分切機(jī)張力調(diào)節(jié)方法

基于離散pid和錐度張力控制的薄膜分切機(jī)張力調(diào)節(jié)方法

技術(shù)領(lǐng)域

1.本發(fā)明屬于張力調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及基于離散pid和錐度張力控制的薄膜分切機(jī)張力調(diào)節(jié)方法。

背景技術(shù):

2.隨著手持終端、移動設(shè)備的不斷發(fā)展,對高集成化的要求越來越高,對器件體積要求越來越小,對作為電子行業(yè)主要元件的電容同樣提出很高的要求,其中薄膜電容由于其穩(wěn)定,無極性,自愈性,成為電子行業(yè)電容的主流產(chǎn)品。薄膜電容小型化的基礎(chǔ)在于其原料金屬化薄膜的小規(guī)格化。而小規(guī)格產(chǎn)品的開發(fā)中,高精度分切機(jī)就成為關(guān)鍵設(shè)備,原料金屬化薄膜需通過高精度分切機(jī)分隔成超小塊。目前國內(nèi)的薄膜電容都集中在3.8μm以上,大多數(shù)都是4.8~6.8μm的薄膜電容為主,這部分市場早已飽和,而相對的2μm厚度以下的薄膜電容,為國外主導(dǎo),國產(chǎn)化率極低,這部分產(chǎn)品年需求量約2萬噸,國內(nèi)目前只有少數(shù)幾家可以生產(chǎn),采用的是全套進(jìn)口設(shè)備,年產(chǎn)能不足千噸,且質(zhì)量不穩(wěn)定,成品率較低,造成這一情況主要是由于國內(nèi)無法生產(chǎn)滿足2μm厚度以下薄膜電容分切的高精度分切機(jī)。

3.從分切機(jī)整體功能出發(fā),整個(gè)設(shè)備包括開卷、分切和收卷三部分組成,其主要是將整張的料金屬化薄膜縱向分切和復(fù)卷,張力控制是整臺設(shè)備中最關(guān)鍵的控制技術(shù),卷繞過程中薄膜徑向的伸張程度即卷繞張力,張力偏高容易引起材料形變,嚴(yán)重時(shí)將直接斷裂;張力偏低,收卷過程無法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一處理,生產(chǎn)質(zhì)量下降;而張力失去穩(wěn)定性時(shí),容易造成薄膜線速度受到影響,松緊性出現(xiàn)差異,帶來更多的次品或者廢品。也就是說分切機(jī)張力控制的穩(wěn)定性決定了分切后產(chǎn)品的質(zhì)量,現(xiàn)有技術(shù)的分切機(jī)無法滿足這一要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

4.為解決上述問題,本發(fā)明的目的是提供基于離散pid和錐度張力控制的薄膜分切機(jī)張力調(diào)節(jié)方法,該方法使得張力控制穩(wěn)定、可靠性高。

5.為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案為:

6.基于離散pid和錐度張力控制的薄膜分切機(jī)張力調(diào)節(jié)方法,包括如下步驟:

7.s1:測得薄膜的實(shí)時(shí)張力值f;

8.s2:測得收卷軸的實(shí)時(shí)直徑d;

9.s3:通過分段錐度張力模型得到最佳張力值f0;

10.s4:通過磁粉制動器控制放卷軸扭矩,使所述放卷軸和牽引軸之間的所

11.述薄膜實(shí)時(shí)張力值f調(diào)整到所述最佳張力值f0;

12.s5:將所述實(shí)時(shí)張力值f與最佳張力值f0進(jìn)行差值比較得到張力偏移值δf,將所述張力偏移值δf信號傳入離散pid控制器,通過所述離散pid控制器控制收卷電機(jī)扭矩,使所述牽引軸與所述收卷軸之間的所述薄膜實(shí)時(shí)張力值f調(diào)整到所述最佳張力值f0。

13.根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例,s1中通過張力傳感器測得所述薄膜的所述實(shí)時(shí)張力值f。

14.根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例,s5中:

15.當(dāng)所述張力傳感器所測角度在0°至20°之間時(shí),使用所述離散pid控制器中第一段補(bǔ)償所述收卷電機(jī)伺服驅(qū)動器脈沖頻率;

16.當(dāng)所述張力傳感器所測角度在20°至40°之間時(shí),使用所述離散pid控制器中第一段補(bǔ)償所述收卷電機(jī)伺服驅(qū)動器脈沖頻率;

17.所述伺服驅(qū)動器將控制信號發(fā)送給所述收卷電機(jī)以改變其扭矩。

18.根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例,s2中,測得收卷線速度v、收卷電機(jī)轉(zhuǎn)速n、牽引軸直徑d,設(shè)兩個(gè)收卷周期為n1和n2,所述收卷軸的實(shí)時(shí)直徑d通過如下公式得到:

[0019][0020][0021]其中,t為當(dāng)前時(shí)刻;dn為第n個(gè)收卷周期輸出的收卷軸直徑;tn為第n個(gè)收卷周期輸出收卷軸直徑的時(shí)刻。

[0022]根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例,通過測得所述牽引軸轉(zhuǎn)速和直徑d測得所述收卷線速度v。

[0023]根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例,所述收卷電機(jī)轉(zhuǎn)速n和所述牽引軸轉(zhuǎn)速均通過轉(zhuǎn)速傳感器測得。

[0024]根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例,s2中,當(dāng)所述收卷軸的實(shí)時(shí)直徑d=1.5d0時(shí),進(jìn)行s3?s5步驟,d0為所述收卷軸的初始直徑。

[0025]本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案,使其與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:

[0026](1)本發(fā)明通過s1?s5步驟,實(shí)現(xiàn)了薄膜收放卷過程中穩(wěn)定的張力控制,防止了薄膜卷產(chǎn)生褶皺,可靠性高。

[0027](2)本發(fā)明當(dāng)張力傳感器所測角度在0°至20°

之間、在20°至40°之間時(shí)分別采用離散pid控制器中的兩端補(bǔ)償控制,實(shí)現(xiàn)在不同張力數(shù)值下,進(jìn)行更精確的計(jì)算,以實(shí)現(xiàn)盡可能快的改正偏移量,提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性,實(shí)現(xiàn)分段錐度張力控制。

附圖說明

[0028]

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)說明,其中:

[0029]

圖1為本發(fā)明的整體架構(gòu)示意圖;

[0030]

圖2為本發(fā)明的架構(gòu)連接結(jié)構(gòu)框圖;

[0031]

圖3為本發(fā)明的放卷部分張力控制流程圖;

[0032]

圖4為本發(fā)明的收卷部分張力控制流程圖;

[0033]

圖5為本發(fā)明的張力控制方法流程圖;

[0034]

圖6為本發(fā)明的收卷張力分段曲線;

[0035]

圖7為本發(fā)明的采用分段錐度控制后內(nèi)張力分布曲線。

[0036]

附圖標(biāo)記說明:

[0037]

1:薄膜;2:收卷軸;3:放卷軸;4:磁粉制動器;5:牽引軸;6:離散pid控制器;7:收卷電機(jī);8:轉(zhuǎn)速傳感器。

具體實(shí)施方式

[0038]

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是,附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率,僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。

[0039]

需要說明,本發(fā)明實(shí)施例中所有方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后

……

)僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對位置關(guān)系、運(yùn)動情況等,如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時(shí),則該方向性指示也相應(yīng)地隨之改變。

[0040]

參看圖1至7,本發(fā)明的核心是提供一種基于離散pid和錐度張力控制的薄膜分切機(jī)張力調(diào)節(jié)方法,包括如下步驟:

[0041]

s1:測得薄膜1的實(shí)時(shí)張力值f;

[0042]

具體的,通過張力傳感器測得薄膜1的實(shí)時(shí)張力值f,測得的實(shí)時(shí)張力值f傳輸至控制器。

[0043]

s2:測得收卷軸2的實(shí)時(shí)直徑d;

[0044]

具體的,薄膜1分切機(jī)在正常工作過程中,各工位的薄膜1實(shí)時(shí)線速度保持一致,用比率計(jì)算方法根據(jù)牽引軸5與收卷軸2和放卷軸3的線速度相同、角速度與直徑成正比之一特點(diǎn),通過建立兩者的比率關(guān)系方程得到實(shí)時(shí)直徑d。通過分別在牽引軸5、收卷軸2和放卷軸3上安裝計(jì)數(shù)脈沖用的編碼器和基準(zhǔn)脈沖用編碼器,在單位時(shí)間內(nèi)得到計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)和基準(zhǔn)脈沖個(gè)數(shù),將脈沖數(shù)轉(zhuǎn)化為角速度從而建立比例關(guān)系:

[0045][0046]

式中,m代表基準(zhǔn)脈沖編碼器旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生的脈沖個(gè)數(shù);n代表計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù);n為計(jì)數(shù)脈沖編碼器旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生的脈沖個(gè)數(shù);d代表牽引軸5直徑。

[0047]

比例計(jì)算方法利用了薄膜1收卷過程中線速度與角速度的比率關(guān)系來求解實(shí)時(shí)直徑d,不需要檢測材料厚度,因此求解精度較高。

[0048]

但是利用比率計(jì)算直徑時(shí),以單個(gè)脈沖作為采樣基準(zhǔn),由于采樣時(shí)間太短,計(jì)算所得前后直徑變化不明顯。同時(shí)機(jī)械制造與裝配誤差、張力的突變、外部環(huán)境因素等都會對計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生影響。為了提高計(jì)算準(zhǔn)確,采用積分算法進(jìn)行優(yōu)化。由于在實(shí)際工作過程中,薄膜1傳送的線速度與收放卷角速度不是定值,因此對其進(jìn)行積分優(yōu)化,積分優(yōu)化后得到收放卷長度與收卷軸2轉(zhuǎn)動弧度的關(guān)系式:

[0049][0050]

式中,s為收放卷薄膜1長度。

[0051]

再測得收卷線速度v、收卷電機(jī)7轉(zhuǎn)速n、牽引軸5直徑d,通過測得牽引軸5轉(zhuǎn)速和直徑d測得收卷線速度v,收卷電機(jī)7轉(zhuǎn)速n和牽引軸5轉(zhuǎn)速均通過轉(zhuǎn)速傳感器8測得。設(shè)兩個(gè)收卷周期為n1和n2,積分算法中得到的每個(gè)計(jì)算周期內(nèi)的實(shí)時(shí)直徑d,是利用計(jì)算周期n1內(nèi)收卷軸2轉(zhuǎn)過的弧度與角度的比值計(jì)算而來,如下公式得到:

[0052]

[0053][0054]

其中,t為當(dāng)前時(shí)刻;d

n

為第n個(gè)收卷周期輸出的收卷軸2直徑;t

n

為第n個(gè)收卷周期輸出收卷軸2直徑的時(shí)刻。

[0055]

這種方法算法結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用性強(qiáng);計(jì)算值線性變化,穩(wěn)定性高;直徑輸出是周期內(nèi)的平均值,計(jì)算結(jié)果精度高,可以滿足薄膜1分切機(jī)的張力控制要求。

[0056]

收卷部分的收卷電機(jī)7轉(zhuǎn)速收到私服放大器的信號改變電機(jī)扭矩,使薄膜1張力穩(wěn)定符合分段錐度張力在設(shè)定值允許的范圍內(nèi)。

[0057]

當(dāng)收卷軸2的實(shí)時(shí)直徑d=1.5d0時(shí),進(jìn)行s3

?

s5步驟,d0為收卷軸2的初始直徑。

[0058]

s3:通過分段錐度張力模型得到最佳張力值f0;

[0059]

具體的,為防止相同的收卷張力時(shí),隨著收卷軸2直徑的逐漸增大,對收卷軸2的扭矩正比例增加,導(dǎo)致了材料層間的位移力加大,薄膜1層的位移力大于最大靜摩擦力時(shí),層間將會滑移,從而導(dǎo)致了材料起皺、端面出現(xiàn)凹凸、軸向竄動等質(zhì)量問題。因此,為了減少收卷過程中的褶皺發(fā)生頻率高的問題,需要通過分段錐度張力模型得到最佳張力值f0,即在不同卷徑時(shí)采用與之對應(yīng)的收卷張力曲線,最大限度地減小因?yàn)樵O(shè)備穩(wěn)定性及原材料厚薄不均等偶然因素對收卷造成的影響。

[0060]

同時(shí),在為了保證收卷質(zhì)量而提高初始收卷張力的情況下,較為平穩(wěn)的內(nèi)部張力避免了恒力矩收卷時(shí)內(nèi)部張力過大而造成的薄膜1拉伸及摩擦因數(shù)上升問題,同時(shí)也不會出現(xiàn)因?yàn)榻Y(jié)束張力過小而導(dǎo)致膜面竄卷的現(xiàn)象。

[0061]

采用錐度張力收卷有一個(gè)特點(diǎn),即在靠近卷芯的地方通常會出現(xiàn)一個(gè)內(nèi)張力最低點(diǎn),這個(gè)位置的薄膜1在收卷時(shí),一旦出現(xiàn)一些偶然因素,如原材料蕩邊、機(jī)器張力不穩(wěn)定等,就可能導(dǎo)致收卷變松,從而產(chǎn)生皺折。恒力矩收卷則存在初始張力過大、張力下降過快、結(jié)束張力過小等問題,會導(dǎo)致卷膜內(nèi)部拉伸、摩擦因數(shù)上升、復(fù)合膜表面竄卷等問題,實(shí)用應(yīng)用也存在一定局限性,這就要求隨收卷軸2直徑的增大,卷曲張力要遞減,實(shí)時(shí)直徑d在1d0~1.5d0處褶皺發(fā)生的概率最高,以d=1.5d0作為減張力和減力矩的分界點(diǎn),進(jìn)行分段錐度張力控制,以保證收卷出的薄膜1無褶皺。實(shí)時(shí)直徑d從d0增加到1.5d0時(shí),薄膜1內(nèi)張力均保持較為平穩(wěn)的水平,和恒力矩相比并沒有發(fā)生劇烈下降;當(dāng)實(shí)時(shí)直徑d達(dá)到1.5d0后,薄膜1的內(nèi)張力開始下降,實(shí)現(xiàn)所謂“內(nèi)緊外松"的收卷效果,卷內(nèi)張力分布如圖6所示。

[0062]

此時(shí),由于收卷后的薄膜1靠近卷芯的地方具有較大內(nèi)張力,可以最大限度地減小因設(shè)備穩(wěn)定性及原材料厚薄不均等偶然因素對收卷造成的影響。同時(shí),在為了保證收卷質(zhì)量而提高初始收卷張力的情況下,較為平穩(wěn)的內(nèi)部張力避免了恒力矩收卷時(shí)內(nèi)部張力過大而造成的薄膜1拉伸及摩擦因數(shù)上升問題,同時(shí)也不會出現(xiàn)因?yàn)榻Y(jié)束張力過小而導(dǎo)致膜面竄卷的現(xiàn)象,使用分段錐度張力控制后卷內(nèi)張力分布如圖7所示。

[0063]

s4:通過磁粉制動器4控制放卷軸3扭矩,使放卷軸3和牽引軸5之間的薄膜1實(shí)時(shí)張力值f調(diào)整到最佳張力值f0;

[0064]

具體的,基于張力傳感器測得的實(shí)時(shí)張力值f與最佳張力值f0對比,放卷時(shí)張力f是主動力,若原料進(jìn)給速度恒定,由于放卷軸3的卷徑和轉(zhuǎn)動慣量隨時(shí)間而減小,而放卷軸3的角速度逐漸增大,張力就會增大,因此要保證張力恒定,必須引入張力反饋,使用磁粉制動器4產(chǎn)生一個(gè)反向阻力緩沖放卷軸3在高速運(yùn)行中產(chǎn)生的慣性,使張力穩(wěn)定在設(shè)定值允許

的范圍內(nèi)??刂破鞲鶕?jù)張力傳感器所測得的薄膜1實(shí)時(shí)張力值f與最佳張力值f0對比來判斷是否進(jìn)行張力矯正。如張力出現(xiàn)偏差,則通過設(shè)置磁粉制動器4驅(qū)動和放卷電機(jī)驅(qū)動來改變磁粉制動阻力和放卷電機(jī)扭矩,來實(shí)現(xiàn)錐度張力控制?;诒∧?實(shí)時(shí)張力值f與最佳張力值f0的差值,利用磁粉制動器4,產(chǎn)生阻力來緩沖放卷軸3在高速運(yùn)行中產(chǎn)生的慣性,磁粉制動器4根據(jù)電磁原理,利用磁粉來傳遞扭矩,制動扭矩mz與勵磁電流在一定范圍內(nèi)成正比例,可以看做是一種接近線性的調(diào)節(jié)裝置。將其安裝在放卷軸3上,可以產(chǎn)生一個(gè)反向阻力矩來緩沖放卷軸3在高速運(yùn)行中產(chǎn)生的慣性,因此可以通過控制磁粉制動器4的阻力矩(即控制電流)來調(diào)節(jié)放卷軸3的張力大小。通過張力傳感器獲得薄膜1實(shí)時(shí)張力值f數(shù)據(jù),通過張力放大器后再與最佳張力值f0進(jìn)行比較的得到張力偏移δf,通過磁粉驅(qū)動器控制磁粉制動器4對薄膜1張力進(jìn)行修正。

[0065]

s5:將實(shí)時(shí)張力值f與最佳張力值f0進(jìn)行差值比較得到張力偏移值δf,將張力偏移值δf信號傳入離散pid控制器6,通過離散pid控制器6控制收卷電機(jī)7扭矩,使?fàn)恳S5與收卷軸2之間的薄膜1實(shí)時(shí)張力值f調(diào)整到最佳張力值f0。

[0066]

具體的,張力執(zhí)行部件是收卷電機(jī)7,收卷電機(jī)7為伺服電機(jī),以扭矩控制方式進(jìn)行張力控制。薄膜1收卷過程實(shí)時(shí)張力值f由張力傳感器轉(zhuǎn)換為電量并放大信號反饋到離散pid控制器6的輸入端,最佳張力值f0與實(shí)時(shí)張力值f經(jīng)過比較運(yùn)算后得到偏差值δf,伺服驅(qū)動器將偏差值δf轉(zhuǎn)換為頻率指令傳給收卷電機(jī)7,收卷電機(jī)7通過調(diào)節(jié)收卷軸2的卷曲速度實(shí)現(xiàn)張力的補(bǔ)償控制。

[0067]

為了防止非線性系統(tǒng)的強(qiáng)耦合、非線性與實(shí)時(shí)性,本文采用基于積分分離的pid控制算法。當(dāng)被控制量與設(shè)定值的誤差較大時(shí),取消積分環(huán)節(jié),抑制超調(diào)量,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性;當(dāng)被控量與設(shè)定值相近時(shí),積分算法可以用來消除靜差,提高了張力控制系統(tǒng)的精準(zhǔn)度。

[0068][0069]

式中:e(k)是k時(shí)刻輸入輸入的差值,t1是采樣周期,k

p

、k

i

、k

d

分別為比例、積分、微分系數(shù),υ是積分想的開關(guān)系數(shù),ε為實(shí)際系統(tǒng)設(shè)定的閾值。

[0070][0071]

為了進(jìn)一步提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性,減少收卷過程中的張力波動,我們再引入離散pid控制,具體方法如下:

[0072]

當(dāng)張力傳感器所測角度在0°

至20°

之間時(shí),使用所述離散pid控制器6中第一段補(bǔ)償收卷電機(jī)7伺服驅(qū)動器脈沖頻率;

[0073][0074]

為張力傳感器所測角度在0°

至20°

之間時(shí)離散pid控制器6的增益值,通過實(shí)驗(yàn)測定好的張力—轉(zhuǎn)速增益表獲得。

[0075]

當(dāng)張力傳感器所測角度在20°

至40°

之間時(shí),使用離散pid控制器6中第一段補(bǔ)

償收卷電機(jī)7伺服驅(qū)動器脈沖頻率;

[0076][0077]

為張力傳感器所測角度在20°

至40°

之間時(shí)離散pid控制器6的增益值,通過實(shí)驗(yàn)測定好的張力—轉(zhuǎn)速增益表獲得。

[0078]

然后將計(jì)算獲得的偏移量δf,傳送給伺服驅(qū)動器,伺服驅(qū)動器將控制信號發(fā)送給收卷電機(jī)7以改變其扭矩,以對張力進(jìn)行補(bǔ)償控制,實(shí)現(xiàn)了在不同張力數(shù)值下,進(jìn)行更精確的計(jì)算,以實(shí)現(xiàn)盡可能快的改正偏移量δf,提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性。然后將計(jì)算獲得的數(shù)據(jù),傳送給伺服驅(qū)動器,修正收卷電機(jī)7扭矩對張力進(jìn)行補(bǔ)償控制,實(shí)現(xiàn)分段錐度張力控制。

[0079]

本發(fā)明張力傳感器實(shí)時(shí)張力值f、收卷線速度v、收卷電機(jī)7轉(zhuǎn)速n為輸入,磁粉制動器4驅(qū)動信號和收卷電機(jī)7控制器信號為輸出,適用于不同材質(zhì)薄膜1在不同張力下的張力穩(wěn)定控制,放卷側(cè)使用磁粉制動,中和放卷軸3在高速運(yùn)行中產(chǎn)生的慣性,調(diào)節(jié)放卷部分薄膜1的張力大小,收卷側(cè)利用張力傳感器對薄膜1張力進(jìn)行檢測,使用比率計(jì)算積分算法計(jì)算出收卷軸2實(shí)時(shí)張力值f,采用離散pid控制算法對收卷電機(jī)7轉(zhuǎn)矩進(jìn)行修正,實(shí)現(xiàn)薄膜1張力錐度控制,達(dá)到在不同薄膜1張力偏移下,薄膜1張力的快速修正。提高薄膜1張力控制的準(zhǔn)確性和可靠性,從而提高金屬化薄膜1電容器產(chǎn)品的合格率。

[0080]

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說明,但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式。即使對本發(fā)明作出各種變化,倘若這些變化屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi),則仍落入在本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。

技術(shù)特征:

1.基于離散pid和錐度張力控制的薄膜分切機(jī)張力調(diào)節(jié)方法,其特征在于,包括如下步驟:s1:測得薄膜的實(shí)時(shí)張力值f;s2:測得收卷軸的實(shí)時(shí)直徑d;s3:通過分段錐度張力模型得到最佳張力值f0;s4:通過磁粉制動器控制放卷軸扭矩,使所述放卷軸和牽引軸之間的所述薄膜實(shí)時(shí)張力值f調(diào)整到所述最佳張力值f0;s5:將所述實(shí)時(shí)張力值f與最佳張力值f0進(jìn)行差值比較得到張力偏移值δf,將所述張力偏移值δf信號傳入離散pid控制器,通過所述離散pid控制器控制收卷電機(jī)扭矩,使所述牽引軸與所述收卷軸之間的所述薄膜實(shí)時(shí)張力值f調(diào)整到所述最佳張力值f0。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于離散pid和錐度張力控制的薄膜分切機(jī)張力調(diào)節(jié)方法,其特征在于,s1中通過張力傳感器測得所述薄膜的所述實(shí)時(shí)張力值f。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于離散pid和錐度張力控制的薄膜分切機(jī)張力調(diào)節(jié)方法,其特征在于,s5中:當(dāng)所述張力傳感器所測角度在0°

至20°

之間時(shí),使用所述離散pid控制器中第一段補(bǔ)償所述收卷電機(jī)伺服驅(qū)動器脈沖頻率;當(dāng)所述張力傳感器所測角度在20°

至40°

之間時(shí),使用所述離散pid控制器中第一段補(bǔ)償所述收卷電機(jī)伺服驅(qū)動器脈沖頻率;所述伺服驅(qū)動器將控制信號發(fā)送給所述收卷電機(jī)以改變其扭矩。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于離散pid和錐度張力控制的薄膜分切機(jī)張力調(diào)節(jié)方法,其特征在于,s2中,測得收卷線速度v、收卷電機(jī)轉(zhuǎn)速n、牽引軸直徑d,設(shè)兩個(gè)收卷周期為n1和n2,所述收卷軸的實(shí)時(shí)直徑d通過如下公式得到:,所述收卷軸的實(shí)時(shí)直徑d通過如下公式得到:其中,t為當(dāng)前時(shí)刻;d

n

為第n個(gè)收卷周期輸出的收卷軸直徑;t

n

為第n個(gè)收卷周期輸出收卷軸直徑的時(shí)刻。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于離散pid和錐度張力控制的薄膜分切機(jī)張力調(diào)節(jié)方法,其特征在于,通過測得所述牽引軸轉(zhuǎn)速和直徑d測得所述收卷線速度v。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于離散pid和錐度張力控制的薄膜分切機(jī)張力調(diào)節(jié)方法,其特征在于,所述收卷電機(jī)轉(zhuǎn)速n和所述牽引軸轉(zhuǎn)速均通過轉(zhuǎn)速傳感器測得。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于離散pid和錐度張力控制的薄膜分切機(jī)張力調(diào)節(jié)方法,其特征在于,s2中,當(dāng)所述收卷軸的實(shí)時(shí)直徑d=1.5d0時(shí),進(jìn)行s3

?

s5步驟,d0為所述收卷軸的初始直徑。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了基于離散PID和錐度張力控制的薄膜分切機(jī)張力調(diào)節(jié)方法,包括如下步驟:S1:測得薄膜的實(shí)時(shí)張力值F;S2:測得收卷軸的實(shí)時(shí)直徑D;S3:通過分段錐度張力模型得到最佳張力值F0;S4:通過磁粉制動器控制放卷軸扭矩,使所述放卷軸和牽引軸之間的所述薄膜實(shí)時(shí)張力值F調(diào)整到所述最佳張力值F0;S5:將所述實(shí)時(shí)張力值F與最佳張力值F0進(jìn)行差值比較得到張力偏移值ΔF,將所述張力偏移值ΔF信號傳入離散PID控制器,通過所述離散PID控制器控制收卷電機(jī)扭矩,使所述牽引軸與所述收卷軸之間的所述薄膜實(shí)時(shí)張力值F調(diào)整到所述最佳張力值F0。該方法使得張力控制穩(wěn)定、可靠性高??煽啃愿???煽啃愿摺?/p>

技術(shù)研發(fā)人員:郝英奇 謝鯤 丁新 劉征宇

受保護(hù)的技術(shù)使用者:上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日:2021.02.08

技術(shù)公布日:2021/6/7