[发明专利]一种三驱动涂布卷绕设备鲁棒控制方法

说明书

本发明公开了一种三驱动涂布卷绕设备鲁棒控制方法，包括步骤为：监测张力传感器的张力值，张力数值超出产品质量的有效范围时，发出故障警报，关闭设备原有的速度—张力控制；设置放卷卷轴与牵引卷轴之间目标张力值、收卷卷轴与牵引卷轴之间目标张力值以及设置牵引卷轴目标线速度，并将所述的目标张力值和所述的目标线速度写入控制器；启动卷径测量装置，测量放卷卷轴卷径、牵引卷轴卷径和收卷卷轴卷径；控制放卷卷轴线速度、收卷卷轴线速度与牵引卷轴目标线速度相同；并控制放卷卷轴线速度与牵引卷轴之间的布料张力达到目标张力。本发明的控制方法可实时在线检测张力环节的故障，并作出判断发出报警。

技术领域

本发明属于涂布卷绕设备技术领域，特别涉及一种三驱动涂布卷绕设备鲁棒控制方法。

技术背景

涂布卷绕设备的控制是涂布生产行业的一项关键技术，尤其是对设备运动过程中的速度以及布料之间张力的控制，这两项因素直接决定了产品质量的高低。目前市面上比较流行的涂布卷绕设备的控制方法大都采用速度和张力信号的反馈对设备进行控制，即设备中的元件包括张力传感器、张力控制器和速度编码器等。由于张力传感器是整个系统的关键一环，一旦发生故障，需要停止生产并进行修理或者更换，如无相关技术人员在场，便会造成一定的经济损失。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术的问题，本发明提供一种在张力传感器发生故障时能对设备进行应急控制，且够满足产品精度的需求的三驱动涂布卷绕设备鲁棒控制方法

技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种三驱动涂布卷绕设备鲁棒控制方法，包括如下步骤：

(1)监测张力传感器的张力值，张力数值超出产品质量的有效范围时，发出故障警报，关闭设备原有的速度—张力控制；

(2)设置放卷卷轴与牵引卷轴之间目标张力值、收卷卷轴与牵引卷轴之间目标张力值以及设置牵引卷轴目标线速度，并将所述的目标张力值和所述的目标线速度写入控制器；

(3)启动卷径测量装置，测量放卷卷轴卷径、牵引卷轴卷径和收卷卷轴卷径；

(4)控制放卷卷轴线速度、收卷卷轴线速度与牵引卷轴目标线速度相同；并

控制放卷卷轴线速度与牵引卷轴之间的布料张力达到目标张力以及收卷卷轴线速度与牵引卷轴之间的布料张力达到目标张力。

进一步，所述产品质量合格的张力有效范围为：

张力f1满足：

张力f2满足：

式中，f1为放卷卷轴与牵引卷轴之间的张力，F1为放卷卷轴与牵引卷轴之间的目标张力值，L1为放卷卷轴与牵引卷轴之间布料长度，f2为收卷卷轴与牵引卷轴之间的张力，F2为收卷卷轴与牵引卷轴之间目标张力值，L2为收卷卷轴与牵引卷轴之间布料长度，E为杨氏模量，S为布料的横截面积。

进一步，所述的放卷卷轴的目标转速的表达式为：

式中，W1为放卷卷轴的目标转速；D1为测量放卷卷轴卷径、V2为牵引卷轴目标线速度。

进一步，所述的收卷卷轴的目标转速的表达式为：

式中，W3收卷卷轴的目标转速，D3为收卷卷轴卷径，V2为牵引卷轴目标线速度。

进一步，所述的放卷卷轴线速度与牵引卷轴之间的布料张力达到目标张力的表达式为：

式中，F1为目标张力，T1为放卷卷轴转矩，D1为测量放卷卷轴卷径。

进一步，所述的收卷卷轴线速度与牵引卷轴之间的布料张力达到目标张力的表达式为：