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充電樁膜結構張力控制系統的建模和設計

  充電樁膜結構工程薄膜的高速卷繞是多層共擠流涎膜生產的關鍵環節之一,卷繞速度和質量是整個生產線質量的集中體現。高速卷繞需要解決薄膜拉伸、卷繞、張力控制、自動卷繞、換輥等問題。其中,薄膜的張力和穩定性對卷繞質量有著決定性的影響。實時控制薄膜張力和穩定性的困難在于流涎膜薄、寬、長、彎曲模量小。在卷繞過程中容易卷繞和撕裂,隨著薄膜直徑的增加,薄膜張力也會發生變化,薄膜會自動改變,這使得維持恒定張力變得更加困難。

  有研究以保持恒張力為核心,通過分析流涎膜纏繞系統的張力與線速度、纏繞直徑和速度之間的動態關系,研究了纏繞電機在纏繞和更換過程中的變化規律。通過控制電機的速度差間接控制張力。同時,采用BP神經網絡PID控制器調節卷繞速度,直接補償張力,實現高速卷繞和換膜過程中薄膜的恒張力控制。模擬和實驗表明,所提出的控制方法具有良好的控制成果。

  針對流涎機的卷繞系統,根據其在充電樁膜結構膜材卷繞過程中的動態過程,分析了張力與卷繞線速度、卷繞直徑與速度之間的動態關系,以及卷繞過程中卷繞直徑與卷繞電機轉速的變化規律。

  在此基礎上,采用張力與速度解耦雙反饋閉環控制方式,設計了膜張力控制系統。通過控制速度差形成速度閉環,通過BP神經網絡PID控制器調節卷繞速度形成張力閉環;根據系統個性的機械特性對電機轉速進行補償,從而在整個卷繞過程中保持系統的張力穩定性。

  在張力閉環控制中,BP神經網絡PID智能控制算法可以根據系統動態性能和外界干擾等各種情況實現張力的越佳自適應控制,其成果高于常規PID算法。

  在寬幅大跨度薄膜卷繞系統中,張力穩定控制是一個多輸入多輸出的非線性問題。充電樁膜結構工程設計的控制系統可以良好地控制薄膜張力的穩定性,改善控制系統的動態和穩態特性,在增進薄膜產品質量的同時增進系統的工作效率。以電子張力電器元件為基礎,結合計算機控制系統和有益的智能控制算法的綜合方案將得到越來越多的應用。此外,研究成果還可應用于紡織、造紙等領域,具有一定的參考價值。

充電樁膜結構張力控制系統的建模和設計

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