[发明专利]一种抑制换热管加工振动的装置及其控制方法

权利要求书

1.一种抑制换热管加工振动的装置，其特征在于，包括一组或多组独立驱动装置，所述独立驱动装置包括支撑底座、驱动机构和滚轮结构，所述驱动机构包括步进电机、联轴器、旋转轴；所述滚轮结构包括上滚轮、第一下滚轮、第二下滚轮、轴承座、连接块、滚轮固定板；所述步进电机的驱动端通过一联轴器安装一旋转轴，所述旋转轴两端设置在轴承座上，所述轴承座固定在支撑底座上；所述上滚轮的两端分别连接一连接块的一端，所述连接块的另一端通过过盈配合固定在旋转轴上；所述第一下滚轮、第二下滚轮的两端分别固定在两侧的滚轮固定板上，所述滚轮固定板固定在支撑底座上。

2.根据权利要求1所述的一种抑制换热管加工振动的装置，其特征在于，所述底座下设置有一层橡胶底板。

3.根据权利要求2所述的一种抑制换热管加工振动的装置，其特征在于，所述联轴器通过旋卡簧与轴承座连接。

4.根据权利要求3所述的一种抑制换热管加工振动的装置，其特征在于，所述装置还包括PLC控制器，所述PLC控制器与所述步进电机电连接。

5.一种如权利要求1-4任意一项所述的抑制换热管加工振动装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.当换热管传输进入到指定位置时，根据换热管加工输送过程的位置确定驱动机构的预驱动时间；采集步进电机的参数信息，其中，所述参数信息至少包括所述步进电机当前的角位移量、转动的速度及当前电流；设定滚轮结构所需压夹紧力目标值，通过控制输入步进电机电流大小调节步进电机的输出力矩，进而控制滚轮结构压紧力达到夹紧力目标值；

步骤2.步进电机工作带动上滚轮下压，采集实际夹紧力值，将实际夹紧力值与预设的夹紧力目标值进行比较和相关计算，得出偏差e值；将第k次计算得到的偏差e^(k)值与第k-1次计算得到的偏差e^(k_-1⁾值进行d/dt计算，即得到偏差变化率e(c)；

步骤3.将计算得到的偏差e值与偏差变化率e(c)值输入模糊控制器中，根据事先设定的模糊逻辑及模糊规则进行相关推理与决策后，得出的控制结果输入增量式PID控制器中进行比例系数K_p、积分系数K_i和微分系数K_d调节，计算出夹紧力的模糊控制量；

步骤4.无夹紧力时使驱动机构在预驱动时间抵达夹紧位置，根据夹紧力的模糊控制量，调整步进电机的输入电流，进而自适应调整加紧机构的夹紧力值及驱动机构的执行时间。

6.根据权利要求5所述的一种抑制换热管加工振动装置的控制方法，其特征在于，所述步骤3具体包括以下步骤：

模糊PID控制器中将输入的偏差e值与偏差变化率e(c)值根据事先设定的模糊逻辑及模糊规则进行相关推理与决策，得出比例系数增量值ΔK_p、积分系数增量值ΔK_i和微分系数增量ΔK_d，并将其分别输入到增量式PID控制器之中；

增量式PID控制器根据得到的比例系数增量值ΔK_p、积分系数增量值ΔK_i和微分系数增量ΔK_d修改PID控制器中对应的比例系数K_p、积分系数K_i和微分系数K_d，然后再根据输入的偏差e值与偏差变化率e(c)值，获得夹紧力的模糊控制量。