[发明专利]卷染机布料的速度－张力协调控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及卷染机布料的速度-张力协调控制方法。

背景技术

卷染机在进行卷染生产过程中，为了减少布料染色的色差，提高布料染色质量，在布料经过染槽进行染色时，必须尽量保持布料线速度和张力的恒定。因此，卷染机布料线速度和张力的控制尤为重要。

卷染机主体的物理模型如图1所示。布辊A、B分别由两台电动机驱动，当卷染机正向运行时，织物从布辊A逐渐退出，卷绕至布辊B上，则布辊A为退卷辊，布辊B为上卷辊，当织物全部绕在布辊B上后，传动控制系统使布辊A、B反向转动，此时A辊为上卷辊，而B辊为退卷辊，如此反复使织物不断通过染液达到染色的目的。在此过程中上卷辊的直径越来越大，转速越来越慢，而退卷辊正好相反。由此，可以建立卷染机系统的动态方程：

TA-TfA-FRAK=JAdωAdt+ωAdJAdtTB-TfB-FRBK=JBdωBdt+ωBdJBdt]]>

T_A、T_B分别为两台电动机的电磁转矩；、分别为两台电动机的阻尼转矩；J_A、J_B分别为卷辊A、B折算到电动机轴上的转动惯量；F为张力，K为转速比，R_A、R_B分别为卷辊A、B半径，ω_A、ω_B分别为卷辊A、B的角速度。由此可见，该系统是一个二输入/二输出系统，且卷径时刻在变化；此外由于织物上浸有染液，转动惯量不仅随着卷径的变化而变化，而且也难以计算；同时线速度和张力间存在相互影响。因此系统是一个二输入/二输出、有耦合、时变的非线性系统。

对于速度-张力传动控制系统，为了实现等线速恒张力的控制目标，大都采用PID(比例积分微分)控制方法进行控制，但是其控制效果有限。

首先，由于PID控制方法主要适用于可以建立精确数学模型的确定性系统。在卷染机系统中，从交流电动机到上卷辊、退卷辊之间有着相对复杂的传动机构，卷布速度、布厚、时刻变化的卷径等各方面都影响着张力，难以对速度或张力建立独立的精确数学模型。