多线切割机线张力控制系统设计实现

分析多线切割机张力控制机械原理,针对传统的线张力控制方式局限性,从运动学角度对放线系统数学模型的理论研究,探讨多线切割机走线过程中影响线张力的各种因素,提出一种机电一体化的张力控制系统方案,该方案用转矩电动机代替张力锤施加张力,并运用自适应逆算法设计智能控制器以降低多电动机系统速度同步系统的跟踪误差,极大地降低线张力波动的强度.设计并实现基于现场总线的张力控制系统硬件平台,XQ300A多线切割机产品测试结果证明该系统的可行性、可靠性,该控制方案不仅张力控制精度高、易于实现,而且具有断线故障率低、张力调整方便的优点.     

基于自适应反演的超细金刚线张力控制系统

针对多线切割机张力控制系统存在库仑摩擦和摆角耦合等较强非线性特征,以及收放卷轮直径变化引起的参数不确定问题,提出了一种基于自适应反演的非线性补偿控制方法。该方法结合实验辨识和自适应参数控制器设计方法分别对多线切割机的多轴电机同步运动控制系统和不确定系统参数进行简化分析和在线估计,使用李雅普诺夫稳定性理论保证了系统全局渐近稳定性以及系统状态的有界性。仿真和实验结果表明,所设计的自适应控制器可以实现多轴同步运动,并将张力摆角控制在较小的范围内,获得更高的张力控制精度。     

蓝宝石开方机双主轴同步控制研究和实现

为了提高双主轴蓝宝石开方机的同步性能,设计了一套新的张力和同步控制方法。分析了蓝宝石开方机同步控制系统张力产生的原理,并对张力摆杆机构、走线系统和排线系统进行了张力优化设计。为了减小排线换向对机械和电机的冲击,设计了一种柔性控制换向方法。为了实现多轴精准同步,研究了蓝宝石开方机多轴同步速度耦合关系,并对多轴同步系统运动进行分析,采用虚拟主轴的方法进行多轴同步控制。为避免两个主轴控制震荡,设计了主从辊同步力矩控制方法,使力矩输出高度同步。设计了基于实时以太网的张力控制系统硬件平台,并基于模块化设计原则设计了软件结构。最后在DX4040型蓝宝石开方机上验证了所提双主轴同步控制系统的可行性。     

多缸调平系统模糊相邻耦合同步控制研究

针对调平系统的多液压缸同步控制研究,提出了一种基于模糊相邻耦合的控制方法。首先对调平系统受力及多缸控制系统进行分析,建立控制对象的非线性数学模型。对相邻耦合控制器进行设计,使用补偿器将相邻两根液压缸位置同步误差融合到液压缸控制器中,对于难以通过常规方法精确获得的补偿系数,使用模糊PID控制算法获取。通过MATLAB仿真和实验对模糊相邻耦合的同步控制方法进行测试,并使用主从同步控制方法进行对比分析。结果表明,使用模糊相邻耦合同步控制时,四根液压缸误差波动较小,并且在液压缸加减速阶段能快速将误差降低,具有较好的同步控制性能。     

基于EtherCAT网络的金刚线多线切割机双主轴同步控制

介绍了双主轴金刚线多线切割机的总体结构和工作原理。多轴同步控制是金刚线多线切割机控制系统的关键,而两个加工辊同步是多轴同步的关键。为提高同步性能,提出了基于Ether CAT网络的多轴同步控制策略。针对两个加工辊的控制要求,设计了模糊自适应PID控制器。实验证明了该控制系统不仅同步性好,而且具有很好的动态性和稳定性。该系统切割线速度达到20 m/s,与之前13 m/s相比显著提高了效率。     

硅片切割张力控制策略研究

对硅棒的切片加工技术进行了简介,分析了切割线在走线过程中张力波动产生的原因。提出基于伺服电机转矩控制和张力摆杆相结合的张力控制方案来替代现有的张力重锤控制方案,并建立了该控制方案运动学模型和动力学模型,为张力反馈控制提供了理论依据。通过建立速度控制模式下伺服电机的数学模型,提出模型参考自适应速度同步控制方案与张力摆杆的反馈相结合的张力控制策略。在MATLAB/Simulink仿真环境下分别建立基于PID控制策略和自适应控制策略的张力控制系统仿真模型,仿真结果表明该控制方案明显优于PID控制方案,能够有效控制线速度同步误差和张力波动。     

一种模糊补偿相邻耦合多轴同步控制结构研究

针对某轻工机械多轴转角位置同步控制精度问题,对多轴同步控制结构和控制策略进行了研究。在分析传统同步控制策略的基础上,针对研究对象转角位置同步误差要求,同时为了解决系统轴数较多时造成控制器在线计算量大的问题,改进了传统的交叉耦合同步结构,提出基于一种模糊补偿相邻耦合多轴同步控制结构。在相邻偏差补偿模块采用模糊PI(比例积分)控制算法,使得系统在负载扰动的情况下仍能保持良好的同步稳定性。仿真和实验对比结果表明,该同步策略控制精度较高、收敛速度快、满足稳定性要求,很好地实现了研究对象的同步控制要求。     

多线切割机张力控制系统的优化

以多线切割机的张力控制系统为研究对象,对多线切割机的张力控制进行了优化。建立了张力控制系统的运动学与动力学模型,分析了放线辊半径、走丝换向等扰动因素对控制系统张力的影响,并进行了优化,采用了张力控制的模糊PID控制方法,并对其进行了仿真研究。研究结果表明:采用模糊PID控制方法有效地优化了系统的张力波动,保证了系统张力的稳定,提高了多线切割机的加工精度。     

单神经元PID在多电机同步控制中的应用

针对多电机同步控制系统在动载荷扰动情况下各电机之间的传动比会发生变化这一问题,设计了具有自学习和自适应能力的单神经元PID同步控制算法,建立了多电机同步控制系统的单神经元PID控制规则。系统仿真结果表明,运用单神经元自适应PID控制算法能有效实现多电机同步控制,该算法收敛速度较快,鲁棒性较好,具有较强的抗干扰能力。最后,将该控制算法应用于精梳机四轴同步控制系统,其结果表明单神经元自适应PID同步控制算法能大大增强系统的动态性能,有效缓解负载带来的同步误差。在相同扰动情况下,该方法能更好的使多电机以一定速度同步运行。     

虚拟主轴同步控制策略在张力控制中的应用CSCD

为了改善薄膜材料在卷绕涂覆生产过程中由于张力波动过大导致的薄膜质量问题,分析了卷绕涂覆装置张力控制原理、张力与线速度的动力学关系,在此基础上设计了卷绕涂覆装置张力控制系统,同时采用虚拟主轴同步控制策略来同步各环节基准线速度,并在控制器中实现。实验结果表明,在张力控制系统中应用虚拟主轴同步控制策略可有效地抑制启动阶段和受扰阶段的扰动张力,较好地实现恒张力控制,对改善系统性能和提高薄膜质量有着重要实际意义。