[发明专利]带材放卷张力的非线性实时补偿控制方法

摘要

本发明公开了一种带材放卷张力的非线性实时补偿控制方法。现有张力闭环方法系统结构复杂、成本高、维护量大、张力传感器需定期校准，同时存在着动态性能差等问题。本发明方法首先根据放卷轴转速传感器信号、放卷卷径传感器信号、带材张力期望值，及带材厚度、带材宽度、带材密度、卷轴半径、卷轴惯量等固有参数，计算带材放卷过程当前的放卷半径、放卷转速，进而计算放卷惯量，在此基础上计算当前所需的放卷转矩，最后，将放卷转矩转换成电压控制信号输出到放卷电机驱动器的转矩指令接收端，以实现对放卷张力的控制，使带材放卷张力的动、静态性能符合生产要求。本发明通用性强，实现简单，无需调试。

主权项

1. 带材放卷张力的非线性实时补偿控制方法，其特征在于该方法包括如下步骤：步骤1.根据放卷卷径传感器的输出信号Ur（k）、放卷转速传感器的输出信号Un（k），分别计算放卷卷径R（k）、放卷转速n（k）；所述的放卷卷径R（k）与卷径传感器输出信号Ur（k）间的函数关系R（k）=r{Ur（k)}，放卷转速n（k）与放卷转速传感器输出信号Un间的函数关系n（k）=N{Un(k)}，分别由如下公式表示：（1）（2）其中，为卷径-电压变换系数，为转速-电压变换系数；步骤2.根据计算单元中事先设置的固有参数：带材宽度B、带材密度、卷轴半径R₀、卷轴惯量J₀，以及步骤1中计算得出的放卷卷径R（k），计算放卷中的料卷惯量J（k）；所述的放卷中的料卷惯量J(k)和放卷卷径R（k）、带材宽度B、带材密度、卷轴半径R₀、卷轴惯量J₀之间的函数关系，由如下公式表示：（3）；步骤3.根据步骤1和步骤2计算得出的料卷惯量J（k）、放卷转速n（k）、放卷卷径R（k），以及计算单元中事先设置的固有参数带材厚度h（单位：m）、带材张力期望值F，计算放卷转矩T（k）；所述的放卷轴的转矩T(k)与计算得出的料卷惯量J（k）、放卷转速n（k）、放卷卷径R（k），以及计算单元中事先设置的固有参数带材厚度h、带材张力期望值 F之间的函数关系，由如下公式表示：（4）其中，是上一次计算时刻的转速值；步骤4.根据放卷轴的转矩T（k），计算转矩控制信号Ut（k）；所述的转矩控制信号Ut(k)与卷轴的转矩T(k)之间的函数关系，由如下公式表示：（5）其中，为电压-转矩关系系数；步骤5.将上述计算得到的转矩控制信号Ut（k）输出给放卷电机驱动器；所述的转矩控制信号Ut(k)输出给放卷电机的驱动器，是将由上述计算得到的当前转矩控制信号Ut(k)，经上述计算单元中的D/A接口输出到放卷电机驱动器的转矩指令接收端，以实现对放卷张力的控制。