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卷绕系统广泛应用于包装、印刷、涂布等制造行业中。恒张力控制是其关键技术之一,因为张力控制效果的好坏直接影响产品的质量以及生产效率。由于卷绕系统通常结构复杂,影响因素众多,而且系统参数存在较强的耦合性、非线性、时变性和不确定性,因此卷绕系统张力控制是摆在工程技术人员面前亟待解决的重点和难点问题。作为连接科研与生产必不可少的桥梁和纽带,实验室研究平台的设计与研发将有助于将科研成果转化为实际生产力。 本文对自主研发的张力控制实验平台的张力控制问题进行了深入分析研究。首先在深入分析我校自主研发的第一代张力控制实验平台优势以及存在的问题的基础上,利用机电分布式控制思想,分别建立张力控制实验平台收卷单元速度控制系统模型、放卷单元张力控制系统模型,并分别设计了 PI速度控制器、PI张力控制器;其次,考虑到放卷单元张力控制系统难以建立系统精确模型和张力受到多种干扰因素影响的特点,结合自抗扰控制策略不依赖系统精确模型和强鲁棒性的优点,设计了线性自抗扰张力控制器;最后,基于MATLAB/SIMULINK进行了张力控制实验平台张力控制系统仿真研究。 仿真结果表明,PI控制器和LADRC控制器均可取得较好的张力控制效果,但PI控制器存在鲁棒性差的缺点,而LADRC控制器对系统摄动参数具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。