凹印机放卷张力控制系统的改造(下)

2007/8/10 15:04:24

五、张力控制系统调试为兼顾放卷单卷控制张力的稳定性及双轴切换张力大范围动态控制的稳定性，在调试过程中，首先消除剩磁对制动力矩的影响，获取单卷闭环状态下制动力矩范围及PID参数，设置开环控制参数，最后以开环+闭环混合控制的策略，优化系统控制参数，满足系统的控制要求，具体采取以下步骤： (1) 根据有关说明，在输入为0时，分别调整两路的偏置，使输出为0，再分别调整两路消除剩磁输出，使剩余制动力矩最小。 (2) PID参数初步设定及获得张力控制范围。设置一组基本参数：P=20，I=10，D=0，使机器以最高速度的10%左右低速运行，系统达到稳定时，若此时为满卷则为正常工作时的最大力矩，若此时为小卷则为正常工作时的最小力矩，记录CDTA相应Out1或Out2的最大和最小输出值，对应于最大卷径及最小卷径的制动力矩，作为开环控制设定参数的依据。 (3) 以10至15为增量，增加比例因子P，当P值增加到一定程度时，系统将进入不稳定的阶段。以此时P值的90%作为P的设定值。 (4) 人为施加干扰，如加减速等，观察系统情况。若系统恢复稳定的时间太长，且没有进入连续的振荡，则增加P值；若系统进入连续的振荡，则减小P值。将系统在干扰作用下恢复稳定的时间调整至可接受范围。 (5) 以5～7为增量，增加微分因子D，人为施加干扰，如加减速等，观察系统情况。若系统恢复稳定的时间太长，增加D值；反之，减少D值。使系统在干扰作用下恢复稳定的调整时间进一步缩短。 (6) 设置开环控制参数。首先将PID参数恢复为0，然后连接开环控制输入。在双轴切换前，要求制动力矩最小，在对应的开环输入时调整开环输出为最小，一般可设置为0；在双轴切换后，要求制动力矩最大，相应地，调整此时开环输入对应的开环输出为最大。 (7) 将系统设置成混合控制模式，再人为施加干扰。特别是在双卷切换情况下，进一步优化PID参数设置。一般来说，积分因子I对系统的稳定性而言并不十分重要，应尽可能小。在收放卷张力控制系统里，其作用是确保跟踪卷径缓慢变化，消除稳态误差。比例因子P太小，系统抗干扰能力差，出现干扰时，系统恢复稳定的时间长，而太大又会导致超调和低频振荡。微分因子D太小，系统动态响应差，而太大又会造成低幅高频振荡。六、结束语我们所使用的凹印机其放卷张力控制系统经过改造后，已投入使用近1年，实测分析及生产实践证明，该放卷张力控制系统机械强度高、刚度好、运行平稳、操作方便、电子控制精度高、操作方便且具有响应快、超调量小、抗干扰能力强、稳态精度高等特点，能满足烟标印刷生产的要求。在同一产品同样的生产工艺条件下，对改造前后的生产情况比较，废品率下降了0.5%，取得明显经济效益。来源《印刷技术》

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