[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

说明书

本发明公开了一种基于前馈控制的卷筒料涂布机收卷张力控制方法，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。本发明的张力控制方法有机融合和前馈控制和PID控制，实现了对卷筒料涂布机收卷张力的高精度控制。

技术领域

本发明属于卷筒料涂布机技术领域，具体属于一种基于前馈控制的卷筒料涂布机收卷张力控制方法。

背景技术

涂布是将糊状聚合物、熔融态聚合物或聚合物熔液涂布于纸、布、塑料薄膜上制得复合材料(膜)的方法。涂布加工技术作为完善材料物化特性和以图层为特征新产品开发的重要手段，已被广泛应用于轻工业造纸、塑料薄膜深加工、信息材料等重要工业领域。除了传统工业领域的广泛应用，涂布技术在印刷电子器件制造领域也具有广阔的发展前景。涂布技术可以满足很多电子器件或设备对涂层的特殊要求，因而可用于电子器件制造，利用涂布技术可以实现印刷电子产品低成本、绿色化生产。卷筒料涂布机具有涂层厚实、工艺稳定、短墨路等特点，是高效率、低成本、连续大批量生产印刷电子器件的理想设备，印刷电子产业的发展，对高端卷筒料涂布机产生巨大需求。

目前，卷筒料涂布机还存在涂布速度低、涂布精度低、制造工艺与装备水平差等问题，尤其是控制系统性能不足，与国外同类产品有较大差距。张力控制系统作为卷筒料涂布机最核心的控制系统，是设备正常运转的前提和保障。收卷张力系统作为整个张力系统的收尾部分，其控制精度直接影响了基材复卷质量，对产品质量的作用至关重要。因此，为解决影响卷筒料涂布机收卷张力控制精度提高的关键问题，需要提出能够实现收卷张力系统高精度控制的方法。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于前馈控制的卷筒料涂布机收卷张力控制方法，解决目前卷筒涂料机收卷张力控制精度差的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于前馈控制的卷筒料涂布机收卷张力控制方法，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。

进一步的，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。

进一步的，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：