纵剪线带钢卷取张力控制及张力软测量研究

论文摘要

张力控制是以卷材为材料的生产机械上最重要的控制系统,不论产品是纸张、塑料薄膜、纺织品、橡胶片或钢板卷材,都是在一定的张力控制下被输送到设备,且在一定的张力下被卷取。张力的变化对加工材料会产生很大的影响。张力过大会造成加工材料的拉伸变形甚至断裂;张力过小会使卷取材料的层与层之间由于应力变形,造成收卷不整齐,影响加工质量;张力大小不稳定会使卷材线速度变化及卷材的松紧程度不同,导致成品率低。因此,张力控制就成为高精度卷取系统中非常关键的一个环节。本文首先介绍国内外张力控制系统的发展情况,分析张力产生的原因以及张力的作用,对常见的张力控制方法进行分类,并对各种方法的特点作了分析比较。然后简要介绍了基于欧陆590直流调速器的纵剪生产线设备工艺、传动及自动化系统配置,电控系统设计及主要控制功能。其次分析研究了卷取机间接恒张力控制的基本原理及实现的三种途径,介绍了卷取机间接恒张力控制系统设计,根据系统不同的工作方式建立相应的数学模型,并用simulink进行仿真研究,验证了系统模型的正确性。并基于系统张力控制方式下的模型对该系统的张力实际值软测量的实现做了详细阐述,并通过simulink实验仿真,验证了该张力软测量模型的准确性,可行性。最后简要介绍了我们所采用的最大力矩法间接恒张力控制方式的590直流调速器的控制原理及组态实现。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 卷取张力控制系统的发展历史及研究现状
• 1.2 课题来源及研究意义
• 1.3 本课题的主要研究内容
• 第二章 纵剪生产线设备组成结构及其控制系统的功能概况
• 2.1 纵剪线机组主要技术参数
• 2.2 纵剪机组设备组成和结构
• 2.3 纵剪线自动化系统控制方案
• 第三章 卷取机张力控制基本原理
• 3.1 卷取机卷取过程中张力的设定
• 3.2 卷取机张力值理论计算公式
• 3.3 卷取机张力控制方式简介
• 3.4 卷取机恒张力控制方式简介
• 第四章 卷取机间接恒张力控制系统的设计与仿真
• 4.1 控制对象直流电动机的数学模型
• 4.2 速度控制方式下的典型转速电流双闭环调速系统设计
• 4.3 张力控制方式下的张力给定环节、直径计算以及各种转矩补偿模型
• 4.4 卷取机间接恒张力控制系统仿真分析
• 4.5 卷取机间接恒张力控制系统张力软测量的仿真分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 卷取机间接恒张力控制方案及其590 组态实现
• 5.1 欧陆590 直流调速器概述
• 5.2 欧陆590 装置内部功能块构成恒张力控制系统的设计组态
• 第六章 总结
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表和录用的论文
• 致谢