[发明专利]一种生箔机收卷张力控制系统和控制方法

说明书

本发明公开了一种生箔机收卷张力控制系统，包括用于收卷生箔并测量实际收卷张力和实际收卷速度收卷装置以及控制器，所述控制器包括：张力比较单元，其用于计算实际收卷张力和张力预设值的差值得到张力差值；参数更新单元，其根据张力差值计算张力调整参数和速度调整参数；张力控制单元，其根据张力差值和张力调整参数并计算收卷装置的速度参考值；速度比较单元，其用于计算速度参考值和实际收卷速度的差值得到速度差值；速度控制单元，其根据速度差值和速度调整参数调整收卷装置的收卷速度；本发明利用参数更新模块与PID控制器进行结合，使得PID参数能够随系统工况改变而自适应变化，达到最佳控制效果。

技术领域

本发明涉及锂电池铜箔技术领域，具体涉及一种生箔机收卷张力控制系统和控制方法。

背景技术

铜箔生产过程中，要实现铜箔薄厚均匀度，拉伸度，延展度等性能指标良好，主要的控制参数为收卷速度，其本质是通过收卷速度的控制实现铜箔带间张力的控制，如果张力不稳定，铜箔就可能会出现撕边、褶皱、薄厚不均等严重的质量问题，影响生产效率和产品质量，因此铜箔张力控制是铜箔生产中较为重要的一项技术。

现有技术中，铜箔张力主要是张力开环转矩控制，其直接给电机一个残酷速度，使得电机速度环饱和，然后通过限制电流环的限幅值来限制电机输出力矩，但由于缺乏张力反馈，实际张力值与预期的张力值往往存在较大偏差，且张力稳态性能差；较为先进的现有技术中心采用张力闭环转矩控制，其加装了张力传感器，通过PI调节器来实现张力恒定，但是因为其PI参数固定，系统自适应性不好，在不同机列速度、不同铜箔厚度以及不同收卷卷径的情况下，张力控制效果不一，达不到精度要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种生箔机收卷张力控制系统和控制方法，其利用参数更新单元与PID控制器进行结合，很好地解决了多控制器参数的整定问题，使得PID参数能够随系统工况改变而自适应变化，达到最佳控制效果。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种生箔机收卷张力控制系统，包括用于收卷生箔并测量实际收卷张力和实际收卷速度的收卷装置，以及控制器，所述控制器包括：

张力比较单元，其用于计算实际收卷张力和张力预设值的差值得到张力差值；

参数更新单元，其根据张力差值计算张力调整参数和速度调整参数；

张力控制单元，其根据张力差值和张力调整参数计算收卷装置的速度参考值；

速度比较单元，其用于计算速度参考值和实际收卷速度的差值得到速度差值；

速度控制单元，其根据速度差值和速度调整参数调整收卷装置的收卷速度。

进一步地，所述收卷装置包括台架、固设于台架上且用于测量生箔的实际收卷张力的张力测量组件以及用于测量生箔的实际收卷速度的收卷组件。

进一步地，所述张力测量组件包括支撑座、与支撑座以可转动方式连接的测量滚轮以及固设于支撑座底部的压力传感器，所述压力传感器远离支撑座的一端与台架固定连接，所述压力传感器两侧对称设置有辅助辊，所述辅助辊与台架上表面固定连接。

进一步地，所述收卷组件包括收卷辊、带动收卷辊转动的收卷电机以及测量收卷电机的实际收卷速度的速度测量装置。

一种生箔机收卷张力控制系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤一：设置生箔的收卷速度为V₁，设置张力预设值F_ref，测量生箔收卷时的实际收卷张力F_fdbk，计算实际收卷张力与张力预设值的差值的绝对值，得到张力差值ΔF＝|F_fdbk-F_ref|；

步骤二：参数更新单元通过量子粒子群算法并根据张力差值ΔF计算张力调整参数和速度调整参数；