薄膜卷材傳輸張力控制系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、分類號——UDC武j凄理歹大穿學位論文密級塵亞學校代碼!Q壘22題目鎣照鲞撾堡撿鲞應揎劍疊纏絲盟窒魚選鹽英文ResearchandDesignofTensionControlSystem題目魚!叢星望也!塑曼叢叢星亟壘!旦墊s魚匭望g研究生姓名至旦』姓名夏逢主職稱塾拯學位譴指導教師申請學位級別亟學科專業(yè)名稱墊王墨逾魚塹墊丕論文提交日期2Q!圣生墨月論文答辯日期2Q!圣生三旦學位授予單位盤墨堡王盤鱟學位授予Et期2Q!圣生魚旦答辯委員會主

2、席盤垡塹評閱人主皇蕉里鯊鯉2013年5月摘要張力控制是纖維纏繞、印刷、造紙、Ic制造中應用最為廣泛的技術之一，隨著現(xiàn)代卷繞設備向高速、高精度方向發(fā)展，張力控制技術顯得尤為重要。卷繞張力控制技術是薄膜卷材生產(chǎn)制造中的關鍵技術，卷繞張力控制的精度、穩(wěn)定性將直接影響薄膜復合裝置對柔性薄膜的適應能力和產(chǎn)品的質(zhì)量。本文研究的主要任務是通過對特殊薄膜卷材生產(chǎn)設備張力控制技術的研究，建立卷繞裝置的張力控制數(shù)學模型，選擇適合特殊應用背景下的張力控制模式

3、，設計出一套滿足工業(yè)生產(chǎn)指標的柔性薄膜卷材的卷繞張力控制系統(tǒng)。薄膜卷材張力控制的核心問題就是收放卷過程中張力需保持恒定。不合適的張力會影響薄膜卷材傳輸效果和生產(chǎn)質(zhì)量。如果薄膜卷材張力偏大，薄膜容易變形甚至斷裂；如果薄膜卷材張力偏小，會導致薄膜打滑跑偏，還會產(chǎn)生皺紋。所以薄膜卷材張力控制系統(tǒng)一定要維持張力的穩(wěn)定。本文首先闡述了張力控制技術基本原理，張力控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，以及研制開發(fā)該系統(tǒng)的必要性。緊接著介紹了張力控制系統(tǒng)實現(xiàn)的幾種

4、方式，結合本文薄膜卷材的特殊性，對控制系統(tǒng)進行了方案論證，并確定合適的控制方式，然后再選擇適宜的張力檢測元件及張力執(zhí)行機構。作者分析了薄膜卷材張力控制系統(tǒng)并且提出了建立數(shù)學模型的方法，建立了張力控制系統(tǒng)中放卷動力學，卷徑以及執(zhí)行機構等數(shù)學模型。在對數(shù)學模型分析的基礎上，本文設計了以Microchip公司dsPIC系列單片機作為控制核心，磁粉制動器和伺服電機分別作為放卷收卷執(zhí)行元件，張力傳感器實時反饋薄膜卷材張力變化，帶有補償技術的閉環(huán)張

5、力控制系統(tǒng)。卷繞系統(tǒng)是一個非線性、時變、強耦合的復雜控制對象，尤其是在收放卷過程中，薄膜卷材復合裝置的動態(tài)特性發(fā)生很大的變化，采用常規(guī)的PID控制器難以保證卷繞過程的動態(tài)性能。基于以上原因，本文提出了以研究基于模糊控制PID控制算法，系統(tǒng)的動態(tài)特性有了穩(wěn)步地提高。仿真結果表明，本文提出的模糊PID控制策略比常規(guī)PID控制策略控制效果好，適應性強。通過實驗驗證了此類控制算法作為卷繞系統(tǒng)的張力控制策略的準確性。最后在張力控制軟件的設計過程中