設(shè)計(jì)熱定型過(guò)程織物單位面積質(zhì)量的在線(xiàn)控制系統(tǒng),提出"質(zhì)量轉(zhuǎn)移"的建模思想,通過(guò)等效簡(jiǎn)化得出熱定型織物單位面積質(zhì)量與過(guò)程參數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,建立以單位面積質(zhì)量在線(xiàn)控制系統(tǒng)定后單位面積質(zhì)量為被控變量的過(guò)程模型,并基于實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證模型的有效性。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)比值-Smith預(yù)估控制系統(tǒng)對(duì)熱定型過(guò)程中存在的大滯后非線(xiàn)性進(jìn)行補(bǔ)償。研究結(jié)果表明:該方案能明顯縮短單位面積質(zhì)量控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間,提高控制的穩(wěn)定性和精度。 

【文章來(lái)源】：中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,51(06)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

熱定型過(guò)程工藝流程圖

圖2中，S1和S2分別為入口處和出口處織物塊的面積，m1和m2分別為入口處和出口處織物塊的質(zhì)量，G1ρ和G2ρ分別為入口處和出口處織物塊的單位面積質(zhì)量。S1＿m1＿G1ρ表示織物1塊在熱定型機(jī)入口處的狀態(tài)，S2＿m2＿G2ρ表示該織物塊在出口處的對(duì)應(yīng)狀態(tài)。為便于說(shuō)明，把定前織物劃分為2個(gè)部分，其中一部分與定后織物面積相等，另一部分為經(jīng)定型過(guò)程后的變化，在圖中用ΔS＿e＿G1ρ表示，其中，ΔS為定型前后織物的變化面積，e為入口織物在對(duì)應(yīng)面積ΔS下的質(zhì)量。根據(jù)織物進(jìn)出過(guò)程的特性，有將熱定型過(guò)程等效為將織物塊ΔS＿e＿G1ρ轉(zhuǎn)移到S1＿m1＿G1ρ上并與之疊加，形成定后織物在出口處輸出。本文將上述等效過(guò)程稱(chēng)為“質(zhì)量轉(zhuǎn)移”。經(jīng)過(guò)這一過(guò)程，織物的面積和單位面積質(zhì)量發(fā)生了改變，但織物的總質(zhì)量保持不變。由此可以得出：

速度控制子系統(tǒng)的本質(zhì)是對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。采用變頻器執(zhí)行控制并以減速器驅(qū)動(dòng)超喂輥或機(jī)車(chē)的傳動(dòng)輥，旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量。三相異步電動(dòng)機(jī)采用矢量控制，實(shí)現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)矩與磁鏈控制的解耦[22]。系統(tǒng)在基頻以下調(diào)速，設(shè)磁鏈恒定，可仿照直流電動(dòng)機(jī)的控制方法控制電磁轉(zhuǎn)矩。一般工業(yè)應(yīng)用中的異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)采用電流、速度雙環(huán)控制結(jié)構(gòu)使其對(duì)轉(zhuǎn)速有較好的跟蹤性能[23]。忽略變頻器的微小滯后，采用電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)設(shè)計(jì)，并把電流環(huán)等效為一階慣性環(huán)節(jié)，其系統(tǒng)示意圖如圖4所示。分別對(duì)該系統(tǒng)的各個(gè)模塊建立數(shù)學(xué)模型，其中等效電機(jī)模型結(jié)構(gòu)如圖5所示。圖5中，虛線(xiàn)框外表示電流環(huán)的等效傳遞函數(shù)，虛線(xiàn)框內(nèi)表示等效直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)模型；i*st為定子電流轉(zhuǎn)矩控制分量；ist為定子電流轉(zhuǎn)矩分量；Ti為電流環(huán)時(shí)間常數(shù)；np為極對(duì)數(shù)；Lm為定子和轉(zhuǎn)子互感系數(shù)；Lr為轉(zhuǎn)子自感；?r為穩(wěn)定磁鏈；Te為電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩；TL為電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩；J為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；ω為電機(jī)角速度。由圖5可得等效電機(jī)的傳遞函數(shù)Geq為式中：s為拉普拉斯算子。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3458977