摘要：在卷绕系统中,需要精确的控制张力,以两电机卷绕系统中收卷和放卷电机为研究对象,提出了一种基于张力观测器的闭环控制方法。首先,通过对张力控制系统各个组成部分的详细分析,找出了影响张力的关键参数;然后,根据卷绕电机的转矩平衡原理,设计了一种张力状态观测器对系统张力进行观测,构成了无传感器张力闭环控制。该方法减小了张力传感器带来的延迟,解决了一些特殊场合下张力传感器无法安装的问题,简单易行。最后,实验结果证明了所提出方案的可行性和有效性。

摘要：为有效保持纱线卷绕系统中张力稳定,针对系统中存在的非线性和时变性参数,提出了一种基于张力观测器和参数自适应的无传感张力控制方法。首先,基于力矩平衡原理建立纱线卷绕系统数学模型,并设计了降阶张力观测器,将观测值作为系统输入前置反馈补偿值,避免了使用张力传感器带来的测量延迟;然后,采用Landau离散时间递推算法辨识卷绕系统的转动惯量,同时将辨识得到的转动惯量用于修改速度控制器的PI参数,提高了卷绕系统的动态性能;并以纱线卷绕系统为控制对象,对采用传统张力传感器和PI参数控制方法与本文提出的方法进行对比实验。结果表明,本文提出的无传感控制方法可明显减小转动惯量变化对张力的影响,具有良好的鲁棒性、动态响应性能和较高稳态精度。

摘要：针对多电机卷绕系统存在的强耦合、张力控制精度低、易受扰动影响等问题,提出一种基于非线性扰动观测器和张力观测器的切换滑模控制方法。以永磁同步电机作为系统的驱动机构,设计非奇异快速终端滑模控制器来实现对电机转速的控制,并设计非线性扰动观测器来估计系统的参数摄动,将估计值用于前馈补偿;对于系统的张力环,采用带有切换函数的自适应滑模控制器,切换函数可以使系统状态更快到达滑模面;并设计张力观测器来精确观测张力大小。仿真实验结果表明:与传统的控制策略相比,所设计的控制策略提高了系统的响应速度、跟踪精度和鲁棒性。