方型鋰電池卷繞機(jī)的張力控制系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、鋰離子電池以其重量輕、容量高、工作電壓高、壽命長且無污染等特點(diǎn)在全球范圍內(nèi)得到了普遍的應(yīng)用。但是鋰離子電池生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備——鋰離子芯體卷繞設(shè)備，在我國仍以手工卷繞和半自動(dòng)卷繞型為主。其制成品致密性、使用壽命等指標(biāo)比較低，難以滿足生產(chǎn)和生活需求。
　　本文從方型鋰離子電池全自動(dòng)卷繞機(jī)目前遇到的難題——電芯變形問題著手，引出張力控制系統(tǒng)中恒定張力恒定線速度的控制策略，并分析研究國內(nèi)外各領(lǐng)域的張力控制的現(xiàn)狀和發(fā)展及各智能算法在張力控制

2、中的應(yīng)用。
　　首先分析研究方型鋰離子電池卷繞機(jī)上傳統(tǒng)的張力控制系統(tǒng)，其本質(zhì)就是兩電機(jī)的線速度同步問題，通過對張力輥上電位計(jì)的位置反饋與放卷電機(jī)構(gòu)成PID閉環(huán)控制。但由于收卷電機(jī)控制的方形卷針的特殊形狀影響，造成了在收卷過程中過大的線速度波動(dòng)范圍，從而導(dǎo)致電芯嚴(yán)重變形。本文針對其對收卷線速度不可控的瓶頸，在其基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了新的張力控制系統(tǒng)方案。即在原有張力控制系統(tǒng)的放卷與張力輥組成的PID閉環(huán)基礎(chǔ)上，增加對收卷系統(tǒng)的開環(huán)控制。通過對

3、收卷系統(tǒng)采用機(jī)理辨識(shí)和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)相結(jié)合的方法，研究收卷系統(tǒng)恒定線速度的模型。
　　其次分析研究收卷過程中方型卷針在收卷過程中的動(dòng)態(tài)模型，得到了方型卷針角速度與收卷線速度的理論模型，并且反推得到了方型卷針收卷線速度恒定時(shí)的角速度與位置的曲線關(guān)系，并將其應(yīng)用到實(shí)際卷繞中。接著，在理論模型的基礎(chǔ)上，對采集的輸入輸出數(shù)據(jù)建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆模型。通過該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的仿真，得到了理想恒定線速度輸出的角速度模型。
　　最后，通過在方