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《基于滑模變結(jié)構(gòu)的張力控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第4期機(jī)械設(shè)計與制造2016年4月MachineryDesign&Manufacture175基于滑模變結(jié)構(gòu)的張力控制系統(tǒng)設(shè)計李琳，林炯輝，鄒焱飚(華南理工大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院，廣東廣州510641)摘要：張力控制是很多控制設(shè)備的基礎(chǔ)技術(shù)之一，它的性能直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的效率。針對張力控制系統(tǒng)存在的非線性、時變等問題，研究了張力控制系統(tǒng)的動態(tài)特性，建立了張力控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。選擇滑模變結(jié)構(gòu)控制策略，結(jié)合變速趨近律的方法設(shè)計控制律。在MATLAB／SIMULINK建立張力控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)仿真模型。分析了該系統(tǒng)的響應(yīng)特性和跟蹤性能。為驗證所
2、設(shè)計的滑?？刂葡到y(tǒng)的可實現(xiàn)性，搭建了基于EtherCAT總線的張力控制實驗平臺。實驗結(jié)果表明所設(shè)計的滑?？刂葡到y(tǒng)的有效性。關(guān)鍵詞：張力控制：滑模變結(jié)構(gòu)；變速趨近律；SIMULINK仿真；EtherCAT總線中圖分類號：TH16；TP273文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1001—3997(2016)04—0175—03DesignofTensionControlSystemBasedonSlidingModeControlLILin，LINJiong-hui，ZOUYan-biao(SchoolofMechanicalandAutomotiveEngi
3、neering，SouthChinaUniversityofTechnology，GuangdongGuangzhou510641，China)Abstract：Tensioncontrolisoneofthebasictechnologiesinmanycontrolequipment．Thequalityoftheproductandtheefficiencyofproductionagedirectlyafectedbythepe咖financeoftensioncontro1．Inviewoftheproblemthattensionc
4、ontrolsystemisanonlinear，timevaryingsystem，andthedynamicbehavioroftensioncontrolsystemisanalyzedandamathematicmodelforitisestablished．Sliding-modecontrolischosenascontrolstrategyandthealterabletrendinglawisusedtodesig~thecontrollaw．Themathematicalsimulationmodeloftensioncont
5、rolsystemisbuiltinMATIB，sIMULINK．a(chǎn)ndresponsecharacter~ticandtrackingpe~orlnanceisanalyzed．Tovalidatingtheproposedsliding-modecontrolsystem，anexperimentalplatformoftensioncontrolbasedonEtherCATfieldbusisbuih．Experimentalresultsshowthattheproposedsliding—modecontrolsystemisefe
6、ctive．KeyWords：TensionControl；Sliding-ModeControl；AlterableTrendingLaw；SIMULINKSimlllatioII：EtIlerCATFieIdBusl引言2系統(tǒng)建模張力控制是軋鋼、印刷、線切割、紡織等生產(chǎn)領(lǐng)域的一項重張力控制系統(tǒng)簡圖，如圖1所示。該系統(tǒng)由伺服電機(jī)、張力要技術(shù)，對產(chǎn)品的質(zhì)量有重要的影響㈣。傳統(tǒng)的PID算法由于結(jié)傳感器和張力控制器組成。系統(tǒng)的輸出為伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，廣泛應(yīng)用于實際的張力控制系統(tǒng)l囹。然而，張力，張力由傳感器檢測并作為系統(tǒng)的輸入量，，
7、和分別是控制系統(tǒng)存在著強(qiáng)耦合、不確定的關(guān)系，難以對其關(guān)系進(jìn)行精確彈性物體在滾軸的圓周切線方向的速度。建模，因此傳統(tǒng)的PID難以實現(xiàn)高精度的控制效果。滑模變結(jié)構(gòu)由胡克定律，得張力的表達(dá)式：控制因其具有對系統(tǒng)不確定性以及外部干擾的強(qiáng)魯棒性，適合f(VI-V：)dt(1)應(yīng)用于張力控制中。L式(1)兩邊對時間求導(dǎo)，得：為優(yōu)化張力控制系統(tǒng)，將滑模變結(jié)構(gòu)控制應(yīng)用于張力控制系統(tǒng)中。針對滑模控制存在的抖振問題，采用變速趨近律的方法L(Vl-V)(2)設(shè)計滑?？刂破?，不僅能確?？刂茽顟B(tài)在有限時間內(nèi)到達(dá)滑模式中：，A，三一彈性材料的彈性模量、橫截面積和它在兩滾軸
8、之面，還能有效地減弱抖振I91。間的長度。來稿日期：2015-08-24基金項目：廣東省戰(zhàn)略f生新興產(chǎn)業(yè)項目(2011A091101001)作者簡介：
