設計熱定型過程織物單位面積質量的在線控制系統(tǒng),提出"質量轉移"的建模思想,通過等效簡化得出熱定型織物單位面積質量與過程參數(shù)之間的對應關系,建立以單位面積質量在線控制系統(tǒng)定后單位面積質量為被控變量的過程模型,并基于實際生產數(shù)據(jù)驗證模型的有效性。在此基礎上,設計比值-Smith預估控制系統(tǒng)對熱定型過程中存在的大滯后非線性進行補償。研究結果表明:該方案能明顯縮短單位面積質量控制系統(tǒng)的調節(jié)時間,提高控制的穩(wěn)定性和精度。 

【文章來源】：中南大學學報(自然科學版). 2020,51(06)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

熱定型過程工藝流程圖

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量，G1ρ和G2ρ分別為入口處和出口處織物塊的單位面積質量。S1＿m1＿G1ρ表示織物1塊在熱定型機入口處的狀態(tài)，S2＿m2＿G2ρ表示該織物塊在出口處的對應狀態(tài)。為便于說明，把定前織物劃分為2個部分，其中一部分與定后織物面積相等，另一部分為經定型過程后的變化，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為入口織物在對應面積ΔS下的質量。根據(jù)織物進出過程的特性，有將熱定型過程等效為將織物塊ΔS＿e＿G1ρ轉移到S1＿m1＿G1ρ上并與之疊加，形成定后織物在出口處輸出。本文將上述等效過程稱為“質量轉移”。經過這一過程，織物的面積和單位面積質量發(fā)生了改變，但織物的總質量保持不變。由此可以得出：

速度控制子系統(tǒng)的本質是對三相異步電動機轉速的控制。采用變頻器執(zhí)行控制并以減速器驅動超喂輥或機車的傳動輥，旋轉編碼器實現(xiàn)對電機轉速的測量。三相異步電動機采用矢量控制，實現(xiàn)電磁轉矩與磁鏈控制的解耦[22]。系統(tǒng)在基頻以下調速，設磁鏈恒定，可仿照直流電動機的控制方法控制電磁轉矩。一般工業(yè)應用中的異步電機調速系統(tǒng)采用電流、速度雙環(huán)控制結構使其對轉速有較好的跟蹤性能[23]。忽略變頻器的微小滯后，采用電流轉速雙閉環(huán)設計，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。分別對該系統(tǒng)的各個模塊建立數(shù)學模型，其中等效電機模型結構如圖5所示。圖5中，虛線框外表示電流環(huán)的等效傳遞函數(shù)，虛線框內表示等效直流電機的結構模型；i*st為定子電流轉矩控制分量；ist為定子電流轉矩分量；Ti為電流環(huán)時間常數(shù)；np為極對數(shù)；Lm為定子和轉子互感系數(shù)；Lr為轉子自感；?r為穩(wěn)定磁鏈；Te為電機輸出轉矩；TL為電機負載轉矩；J為轉動慣量；ω為電機角速度。由圖5可得等效電機的傳遞函數(shù)Geq為式中：s為拉普拉斯算子。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]熱風拉幅定型機烘箱系統(tǒng)建模與能耗優(yōu)化研究[D]. 顧敏明.浙江理工大學 2018

碩士論文
[1]針織物熱定型質量多變量控制系統(tǒng)研究[D]. 劉順菁.華僑大學 2016



本文編號：3458977