[发明专利]一种基于前馈控制的卷筒料涂布机收卷张力控制方法

权利要求书

1.一种基于前馈控制的卷筒料涂布机收卷张力控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

建立收卷张力系统非线性数学模型；

基于收卷张力系统非线性化数学模型分析当前级张力单元的张力扰动量；

采用前馈控制器对当前级张力单元的张力扰动量进行补偿，采用比例-积分-微分控制器控制当前级张力单元的输入量和输出量，完成卷筒料涂布机收卷张力的控制；

建立的收卷张力系统非线性数学模型为：

式中：T₁(t)为收卷牵引张力单元基材张力；T₂(t)为收卷张力单元基材张力；T_c(t)为冷却张力单元基材张力；L₁(t)为收卷牵引张力单元基材实时长度；L₂(t)为收卷张力单元基材实时长度；A为基材横截面积；E为基材弹性模量；V₁(t)为收卷牵引机组的线速度，V₂(t)为收卷机组的线速度，V_c(t)为冷却机组的线速度；

建立收卷张力系统非线性数学模型后还包括对收卷张力系统非线性数学模型采用小偏差法线性化处理，线性化处理后的收卷张力系统模型为：

式中：V₁(s)为收卷牵引机组线速度的复数域形式，V_c(s)为冷却机组线速度的复数域形式，T_c(s)为冷却张力单元基材张力的复数域形式，V₂(s)为收卷机组线速度的复数域形式，T₁(s)为收卷牵引张力单元基材张力的复数域形式，T₂(s)为收卷张力单元基材张力的复数域形式，G_A1(s)为收卷牵引张力单元主回路传递函数，G_ΔVc(s)为扰动量V_c对收卷牵引张力单元基材张力的传递函数，G_ΔTc(s)为扰动量T_c对收卷牵引张力单元基材张力的传递函数，G_ΔV1(s)为扰动量V₁对收卷张力单元基材张力的传递函数，G_ΔT1(s)为扰动量T₁对收卷张力单元基材张力的传递函数；

在收卷牵引张力单元中，T₁是输出量，V₁是输入量，V_c、T_c是扰动量；在收卷张力单元中，T₂是输出量，V₂是输入量，V₁、T₁是扰动量；

前馈控制器对当前级张力单元的张力扰动量进行补偿，采用比例-积分-微分控制器控制当前级张力单元的输入量和输出量的具体方式如下：对收卷牵引张力单元进行张力控制时，通过前馈控制器G_V1补偿冷却机组线速度对收卷牵引张力单元的扰动V_c，通过前馈控制器G_T1补偿冷却张力单元基材张力对收卷牵引张力单元的扰动T_c，针对主回路传递函数G_A1(s)设计比例-积分-微分控制器，利用前馈控制器与比例-积分-微分控制器共同调整收卷牵引机组线速度V₁(t)，完成收卷牵引张力单元的张力控制；

对收卷张力单元进行张力控制时，是通过前馈控制器G_V2补偿收卷牵引机组线速度对收卷张力单元的扰动V₁，通过前馈控制器G_T2补偿收卷牵引张力单元基材张力对收卷张力单元的扰动T₁，针对主回路传递函数G_A2(s)设计比例-积分-微分控制器，利用前馈控制器与比例-积分-微分控制器共同调整收卷机组线速度V₂(t)，完成卷筒料涂布机收卷张力的控制。