【摘 要】對(duì)卷取機(jī)張力自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，通過(guò)電流調(diào)節(jié)器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，并提出了模糊控制對(duì)其優(yōu)化，使其不但保證良好的動(dòng)態(tài)性能和靜態(tài)性能，而且抗干擾性好，避免了卷取過(guò)程中塔形的形成，能過(guò)更好的完成控制效果，滿足客戶的要求。

【關(guān)鍵詞】張力控制 電流調(diào)節(jié)器 模糊控制 帶卷塔形

張力控制通俗的講，就是要控制，卷取物體時(shí)，保持物體，相互拉長(zhǎng)，繃緊的力。當(dāng)人們現(xiàn)在，對(duì)卷取材料的質(zhì)量和表面質(zhì)量提出嚴(yán)格要求的時(shí)候，張力控制，技術(shù)才逐漸被各國(guó)，電氣工程師，重視起來(lái)，特別是，張力應(yīng)用，最廣泛的纖維、造紙、塑料薄膜、電線、印刷品、磁帶等輕工業(yè)中，帶材或線材的收放卷張力，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量，起著至關(guān)重要的作用。

一、系統(tǒng)工作原理

（一）結(jié)構(gòu)圖

卷取張力，控制系統(tǒng)包括：速度調(diào)節(jié)器ST、電流調(diào)節(jié)器LT、功率調(diào)節(jié)器GT、乘法器X·Y、除法器X/Y及觸發(fā)器—晶閘管SCR。

（二）卷取張力恒定

在卷取過(guò)程中，要求，始終維持，卷取張力的恒定。

張力表達(dá)式可以表示為：

式中T是卷取的張力，P是電機(jī)的功率，v是卷取的線速度，由式子可以看出當(dāng)卷取張力T恒定時(shí)，電動(dòng)機(jī)的功率P和卷取的線速度是成比例的增加或者減小。我們可以考慮兩種不同的方法維持張力的恒定。

（三）維持=K

當(dāng)不考慮張力錐度，控制時(shí)，也就是，取消了圖1中，張力錐度給定和除法器，采用，功率調(diào)節(jié)器的作用，去維持，所以張力=K，這樣，維持了張力的恒定。

（四）維持

接合時(shí)，在圖1中，參考和分頻器錐度張力，卷繞張力在這個(gè)時(shí)候，隨著軋輥的直徑，在目標(biāo)，定期的減少，控制系統(tǒng)，這種控制方法，控制張力錐度滿足卷繞過(guò)程中，工藝要求，當(dāng)張力錐度按下，線變化，分頻器，將得到的信號(hào)路徑的體積，即： （2）

式中：K——張力給定給出的基本值

——張力錐度給定給出的值，它與卷徑D成正比

這樣，就保證了，張力錐度，按直線變化，但又與線速度v成正比。

二、PI電流調(diào)節(jié)器

卷取機(jī)，恒張力控制，是一個(gè)非常重要的部分。無(wú)論如何，勵(lì)磁電流控制或電樞電流控制，使用不同的控制方法，可以是不同的，控制系統(tǒng)模型。該參考電流的計(jì)算精度，足夠的精度，控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和靜態(tài)性能，相同的張力影響的輸出精度的前提下，是一個(gè)重要因素。

（一）電流調(diào)節(jié)器的作用

1.跟隨作用——作為內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)器，在外環(huán)轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)過(guò)程中，它的作用，使電流緊緊跟隨，其給定電壓（即外環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出量）變化。2.抗擾作用——對(duì)電網(wǎng)電壓，波動(dòng)起，時(shí)抗擾的作用。3.加快動(dòng)態(tài)過(guò)程——在轉(zhuǎn)速，動(dòng)態(tài)過(guò)程中，保證獲得，電機(jī)允許，最大電流，從而，加快動(dòng)態(tài)過(guò)程。4.過(guò)流自動(dòng)保護(hù)作用——當(dāng)電機(jī)過(guò)載，堵轉(zhuǎn)時(shí)，限制，電樞電流，最大值，起快速的自動(dòng)保護(hù)作用。

（二）PI電流調(diào)節(jié)的缺點(diǎn)

采用PI電流調(diào)節(jié)可以得到滿意的動(dòng)態(tài)性能，但其抗干擾的能力差，系統(tǒng)張力控制容易出現(xiàn)波動(dòng)。因此，我提出基于模糊控制的電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使其既滿足動(dòng)態(tài)性能和靜態(tài)性能，又有很大的抗干擾能力。

三、基于模糊控制的卷取機(jī)電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)

（一）模糊控制器

模糊控制電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要是由電流調(diào)節(jié)器由模糊推理和模糊推理偏差e和偏差變化率ec作為輸入，選擇調(diào)整量作為模糊控制器的輸出u。模糊推理方法進(jìn)行調(diào)整，以滿足不同時(shí)刻的偏差e和偏差變化率ec其自我調(diào)整的要求。

量化公式為：

其中：x要量化的確切數(shù)額

A，B的確切數(shù)額的變化范圍，即：X[A，B]

y軸的x對(duì)應(yīng)的量化金額的確切數(shù)額。

系統(tǒng)偏差e和誤差變化率，模糊子集：

E，EC={NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB}

系統(tǒng)偏差e和誤差變化率，在論域被設(shè)置為：

對(duì)于輸入輸出變化量與語(yǔ)言域之間的隸屬函數(shù)我們?nèi)∪请`屬函數(shù)。

（二）模糊控制規(guī)則的建立

模糊控制器，輸出是一個(gè)模糊量，這就要用到加權(quán)平均判決方法。加權(quán)平均方法就是按照普通加權(quán)平均公式：

這種轉(zhuǎn)化過(guò)程稱為清晰化，這樣便可以得到一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)果。

四、結(jié)論

分析現(xiàn)在常用PI電流調(diào)節(jié)器，張力控制系統(tǒng)，指出免疫力差的缺點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，我們提出，基于模糊控制，電流控制方法，現(xiàn)有方法能保證系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和靜態(tài)性能，且抗干擾性好，能減少系統(tǒng)塔形的形成。

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