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基于SIMOTION的卷饶控制系统研究

作　者: 张滨
导　师: 夏春明；阮勇玲
学　校: 华东理工大学
专　业: 动力工程
关键词: 卷绕系统张力控制 SIMOTION 模糊PID控制
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

卷绕作为一种常用的加工工序,在现代工业生产中有着十分重要的作用。其中材料的张力控制精度一直是卷绕过程中最为重要的工艺指标,材料在卷绕时,其张力必须保持稳定,以保证在卷绕过程中材料的塑性性能不改变,卷绕均匀,便于储存和运输。本课题针对卷绕张力控制精度要求不断提高的现状,提出了使用西门子SIMOTION运动控制系统作为核心控制的卷绕控制方案。并在SIMOTION系统上实现了卷绕的核心控制功能,包括卷径计算、张力设定值调节、转矩预控制、张力特性曲线以及材料损坏保护功能,通过以上功能的协作最终实现卷绕张力控制。采用模糊PID控制算法对传统PID控制进行改进,实现了PID参数的实时自适应。在MATLAB SIMULINK和SIMOTION两种实验环境下建立模糊PID和传统PID的模型,对阶跃响应的超调量、调节时间和上升时间进行实验比较,使用Harris性能指标对系统运行状态进行评估,分别得到两种实验环境下的模糊PID三个参量依次相比传统PID减小了20%、16.9%、9.5%和86.1%、74.8%、62.5%,Harris性能指标分别提高了19.6%和13.4%,模糊PID控制对PET、OPP和CPP三种材料的卷绕张力波动相比传统PID分别减小了52.6%、32.4%和46.2%。实验结果说明模糊PID响应速度更快,更加稳定,超调更小,运行更稳定,得到其性能优于传统PID的结论。该卷绕控制系统已经在实际项目薄膜分切机上实现了生产应用。

基于SIMOTION的卷饶控制系统研究

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