[发明专利]一种分层递阶张力控制方法及系统

说明书

本发明公开了张力控制技术领域的一种分层递阶张力控制方法及系统，旨在解决现有技术中伺服型张力控制系统由于张力与速度之间存在强耦合，无法对系统进行解耦补偿，因而影响了其控制性能的技术问题。所述方法包括如下步骤：获取张力控制系统的实际输出速度V_C、实际输出张力F_C；基于实际输出线速度V_C、实际输出张力F_C以及预设的给定量，对张力控制系统的实际输出线速度V_C、实际输出张力F_C进行解耦控制，获取解耦后的控制信号。

技术领域

本发明涉及一种分层递阶张力控制方法及系统，属于张力控制技术领域。

背景技术

张力控制系统在印刷、造纸、包装等设备中广泛使用。传统的张力控制系统一般采用磁粉制动器和磁粉离合器产生张力，其主要存在两个缺点：一是功耗大，磁粉制动器产生热量大，需要冷却；二是不具备动态调整能力，无法通过控制磁粉制动器实现对张力的动态调整。

目前，在该领域内新的研究主要集中在伺服型张力控制系统。与传统的磁粉制动型张力控制器不同，伺服型张力控制器采用交流伺服电机控制开卷机构和收卷机构，收卷交流伺服电机拉动带材，又通过带材拖动开卷伺服电机运行。收卷伺服电机工作于速度控制模式，开卷伺服电机工作于转矩控制模式，通过控制收卷交流伺服电机的速度，可以控制收卷辊处的带材的线速度；通过控制开卷交流伺服电机的转矩可以控制开卷辊处带材的张力。为了保证张力生产线所加工的带材的性能要求，需要在张力生产线的中间位置测量带材的线速度和张力，并对其进行有效的控制。中间位置上带材的张力与开卷交流伺服电机转矩及收卷交流伺服电机的速度都有关，在中间位置上带材的线速度也是与开卷交流伺服电机转矩及收卷交流伺服电机的速度这两个因素相关。由于存在这样的耦合关系，只有先行解耦才能实现对张力和线速度的各自独立分别控制，但是目前。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种分层递阶张力控制方法及系统，以解决现有技术中伺服型张力控制系统由于张力与速度之间存在强耦合，无法对系统进行解耦补偿，因而影响了其控制性能的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种分层递阶张力控制方法，包括如下步骤：

获取张力控制系统的实际输出速度V_C、实际输出张力F_C；

基于实际输出线速度V_C、实际输出张力F_C以及预设的给定量，对张力控制系统的实际输出线速度V_C、实际输出张力F_C进行解耦控制，获取解耦后的控制信号。

进一步地，解耦后的控制信号包括张力控制系统的收卷辊处线速度V₁和开卷辊处张力F₂；

所述解耦控制的方法，包括：

求取实际输出线速度V_C、实际输出张力F_C与预设值的控制偏差；

基于控制偏差求取线速度和张力的解耦补偿信号；

将解耦补偿信号输入预设的解耦传递函数，获取张力控制系统的收卷辊处线速度V₁和开卷辊处张力F₂。

进一步地，所述解耦传递函数，其计算公式如下：