[发明专利]一种张力可调的恒张力同步放卷控制系统

说明书

本发明公开了一种张力可调的恒张力同步放卷控制系统，通过PID控制方式进行控制，其特征在于其控制原理基于以下函数方程：Mn＝MPn+MIn+MDnMPn＝KC*(SPn‑PVn)MIn＝KC*TS/TI*(SPn‑PVn)+MXMDn＝KC*TD/TS*((SPn‑PVn)‑(SPn‑1‑PVn‑1))。

技术领域

本发明涉及纺织数码印花设备领域，尤其涉及一种张力可调的恒张力同步放卷控制系统。

背景技术

在现有的连续高速纺织印花中，包括凹版印花中采用的放卷，一般采用的是浮动辊提供固定张力，再依据浮动辊摆动的角度偏差，调整放卷速度同步于印花速度,而在数码印花领域，还没有根据布料类型和印花工艺需要，实时在线设定放卷张力的控制形式，原来浮动辊提供张力的放卷形式，只能凭经验手动调节浮动辊配重大小，实现放卷张力的改变，实际张力大小无法得知，每次调整的张力也不一致，固放卷无法做到工艺稳定。

随着纺织印花行业的发展，数码印花设备在纺织印花行业应用越来越普及，特别是连续式高速数码纺织机的在印花的应用推广，布料种类越来越多，针对不同的面料，放卷张力都有可能不同，要在保证放卷速度同步于打印速度的前提下，实现放卷张力的可在线实时调整设置，张力控制准确，出现偏差后调整响应迅速，从而避免因张力不匹配或张力不均，引起的布料贴合不平整或大幅度偏移，保证印花前放卷的稳定可靠。

在稳态运行中，传统的系统控制采用PID方式进行控制，通过PID控制器调节输出值，使放卷速度和打印速度偏差为零，偏差是设定值(所需工作点)与过程变量(实际工作点)之差。PID控制的原理基于以下方程，输出M(t)是比例项、积分项和微分项的函数：

M(t)＝比例项+积分项+微分项

比例项＝K C*e；

积分项＝K C 0∫t e dt；

微分项＝KC*de/dt；

最后得出：

M(t)＝K C*e+K C 0∫t e dt+Minitial+KC*de/dt

其中：

M(t) 回路输出(时间的函数)，其值为控制伺服电机在时间函数算出来的驱动放卷速度

Kc 回路增益

e 回路偏差(设定值与过程变量之差)

Minitial 回路输出的初始值

de/dt 为回路偏差e对时间的微分

要在数字计算机中执行该控制函数，必须将连续函数量化为偏差值的周期采样，并随后计算输出，数字计算机解决方案所基于的相应方程如下：

M n＝比例项+积分项+微分项

比例项＝K c*e n；

积分项＝K I*1∑n+M initial；

微分项＝KD*(en-en-1)；

最后得出：

M n＝K c*e n+K I*1∑n+M initial+KD*(en-en-1)

其中：

Mn 采样时间n时回路输出的计算值

Kc 回路增益

en 采样时间n时的回路偏差值

en-1 前一回路偏差值(采样时间n-1时)