基於前饋-模糊pid控制的切紙機控制方法
2023-06-01 07:07:51
專利名稱：基於前饋-模糊pid控制的切紙機控制方法
技術領域：
本發明涉及ー種基於前饋-模糊PID控制的切紙機控制方法。
背景技術：
現場圓筒切刀式切紙機的主要結構如圖I所示，由退紙輥I、縱向切刀2、第一送紙輥3、第一橫向切刀4、第二送紙輥5、第二橫向切刀6、導紙輥7、張カ傳感器8等組成。工作時首先原紙從退紙輥I上的紙卷出來後，經過縱向切刀2將寬幅紙裁切成滿足要求的2條或者幾條窄幅紙，然後通過第一送紙輥3向前傳送，其中I條紙帶直接送到第一橫向切刀4，另I條紙帶繼續向前通過第二送紙輥5送到第二橫向切刀6，然後將紙橫切成合乎要求的紙張，最後通過傳送帶送到接紙臺打包。縱向切刀的位置可以改變以調整紙帶的寬度，它不需要進行速度控制。兩送紙輥的速度根據設計的要求進行調節，兩橫向切刀的速度由切紙長度和送紙速度決定。兩橫向切刀旋轉I周切紙I次，當改變切紙長度或送紙速度，或者兩者同時改變吋，切刀的速度必須同時做出相應的改變。因此，對切刀速度的同步控制決定了切紙精度。原切紙機控制系統採用的控制方式為單閉環控制加比值控制，如圖2所示，原系統缺點如下I.採用傳統的PID調節器，送紙輥線速度V抗擾能力較差，參數修改不方便，不能進行自整定等缺點。2.切刀控制以送紙輥實際速度V作為設定值，採用比值控制。由於外界擾動存在，送紙輥線速度V容易變化，因此切刀控制屬於隨動控制系統，並且切刀轉速n具有一定的滯後性，所以很難保證切長L的精度。
發明內容
本發明的目的就是為解決上述問題，提供ー種基於前饋-模糊PID控制的切紙機控制方法，它通過前饋控制能夠大大抵消外界擾動，獲得良好的控制效果。為實現上述目的，本發明採用如下技術方案ー種基於前饋-模糊PID控制的切紙機控制方法，系統初始化後，設定切紙長度和切刀頻率，在單閉環控制加比值控制系統控制下，進行切紙，在切紙完成後，停機；I.在原有單閉環控制加比值控制切刀速度的基礎上，採用模糊PID控制來對送紙輥速度V進行控制，提高系統的動態響應和穩態特性，即應用模糊控制規則，在PID調節器上加入模糊控制器，該模糊控制器的輸入語言變量是誤差值E、誤差變化率△ E，輸出語言變量是PID控制器的比例増益係數KP、積分增益係數K1和微分増益係數Kd，從而對PID調節器進行控制；
2.模糊控制具體計算前面所述誤差E、誤差變化率A E、比例増益係數Kp、積分增益係數K1和微分增益係數Kd的模糊集為{NB，匪，NS，ZR，PS, PM，PB}，NB表示負大，匪表示負中，NS表示負小，ZR表示零，PS表示正小，PM表示正中，PB表示正大,它們的論域為{-6，-5，-4，-3，-2，-1,0,1，2，3，4，5，6}，輸入輸出語言變量的隸屬函數賦值表為a)E、A E、K^KpKd 隸屬度賦值表
權利要求
1.一種基於前饋-模糊PID控制的切紙機控制方法，系統初始化後，設定切紙長度和切刀頻率，在單閉環控制加比值控制系統控制下，進行切紙，在切至完成後，停機；其特徵是 在原有單閉環控制加比值控制切刀速度的基礎上，採用模糊PID控制來對送紙輥速度V進行控制，以提高系統的動態響應和穩態特性；即應用模糊控制方式，在PID調節器上加入模糊控制器，該模糊控制器的輸入語言變量是誤差值E、誤差變化率△ E，輸出語言變量是PID控制器的比例増益係數KP、積分增益係數K1和微分増益係數Kd，從而對PID調節器進行控制； 同時在執行機構後方設置前饋控制器，對張カ傳感變送器發出的電壓信號Uf進行處理，並與執行機構輸出信號一併控制送紙輥電機，解決因負載擾動所引起的送紙輥電機速度V的波動，同時也減小了切刀轉速n的波動。
2.如權利要求I所述的基於前饋-模糊PID控制的切紙機控制方法，其特徵是，所述模糊控制具體計算過程為所述誤差E、誤差變化率A E、比例増益係數KP、積分增益係數K1和微分增益係數Kd的模糊集為{NB，匪，NS，ZR，PS, PM，PB}，NB表示負大，匪表示負中，NS表示負小，ZR表示零，PS表示正小，PM表示正中，PB表示正大，它們的論域為{-6，-5，-4，-3，-2，-1,0,1，2，3，4，5，6}，輸入輸出語言變量的隸屬函數賦值表為
3.如權利要求I所述的基於前饋-模糊PID控制的切紙機控制方法，其特徵是，所述前饋控制的前饋傳遞函數為
全文摘要
本發明涉及一種基於前饋-模糊PID控制的切紙機控制方法，系統初始化後，設定切紙長度和切刀頻率，在單閉環控制加比值控制系統控制下，進行切紙，在切至完成後，停機；在原有單閉環控制加比值控制切刀速度的基礎上，採用模糊PID控制來對送紙輥速度V進行控制，以提高系統的動態響應和穩態特性；即應用模糊控制方式，在PID調節器上加入模糊控制器，該模糊控制器的輸入語言變量是誤差值E、誤差變化率ΔE，輸出語言變量是PID控制器的比例增益係數KP、積分增益係數KI和微分增益係數KD，從而對PID調節器進行控制；同時在執行機構後方設置前饋控制器，解決因負載擾動所引起的送紙輥速度V的波動，同時也減小了切刀轉速n的波動。
文檔編號B26D5/00GK102621882SQ20121009030
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月30日 優先權日2012年3月30日
發明者劉星萍, 王斌鵬, 邱書波 申請人:山東輕工業學院