連續(xù)軋染機張力控制技術的研究.pdf

1、連續(xù)軋染機屬于典型多單元聯(lián)合加工的染整設備，主要包括放卷單元、軋染單元和收卷單元。為保證織物的印染質量和設備的正常運行，織物在連續(xù)軋染機上運行時需要受到恒張力的作用。如果織物張力偏大，織物會發(fā)生經(jīng)伸緯縮變形甚至斷裂;如果織物張力偏小，會導致織物打滑跑偏，還會產(chǎn)生褶皺。本文以連續(xù)軋染機張力控制系統(tǒng)為研究對象，針對織物張力波動的問題，從系統(tǒng)數(shù)學模型建立、控制算法的設計以及控制系統(tǒng)的開發(fā)等方面進行研究。
　　首先，根據(jù)放卷過程的運行機理

2、，對放卷過程中卷徑、轉動慣量等時變參數(shù)進行分析，建立放卷單元動力學模型。軋染單元是連續(xù)軋染機最關鍵的單元，該單元張力控制效果會直接影響織物的印染質量，本文運用織物的質量守恒和胡克定律，建立織物張力數(shù)學模型，得出織物的張力和軋輥的線速度存在耦合關系。收卷單元是連續(xù)軋染機工作的最后一步，為了保證收卷質量，該單元采用張力錐度控制，建立錐度收卷張力數(shù)學模型。
　　其次，根據(jù)對連續(xù)軋染機張力系統(tǒng)數(shù)學模型的分析，該系統(tǒng)具有非線性、時變性、多干

3、擾、強耦合性的特點，特別是在放、收卷過程中，料卷輥裝置的動態(tài)特性會發(fā)生很大變化，考慮到常規(guī)PID控制器很難保證張力系統(tǒng)運行過程中的動態(tài)性能?；谝陨显?，本文提出模糊控制與自抗擾控制相結合算法，取得了較好的控制效果。利用MATLAB/simulink對各單元張力系統(tǒng)仿真實驗，得到張力響應曲線，分析了常規(guī)PID控制器和Fuzzy ADRC控制器的控制效果。實驗表明Fuzzy ADRC具有對內外部參數(shù)變化不敏感，較強的抗干擾性和良好解耦效果

4、的特點，可以實現(xiàn)對該張力系統(tǒng)的良好控制。
　　最后，對連續(xù)軋染機張力控制系統(tǒng)的硬件和軟件進行研究。設計了硬件結構和上位軟件監(jiān)控系統(tǒng)，并進行現(xiàn)場設備級網(wǎng)絡和設備監(jiān)控級網(wǎng)絡的分層設計，實現(xiàn)良好的通訊效果。通過連續(xù)軋染機張力控制平臺進行實驗驗證，結果表明本文提出的模糊自抗擾控制器穩(wěn)定性好，精度高，能夠有效抑制內外界干擾造成的張力波動。所設計的監(jiān)控系統(tǒng)具有良好的人機交互性，對提高織物印染質量和降低次品率，改善設備整體運行性能有重要的意義。