基于模糊滑模控制的卷纸张力控制系统

摘要

张力控制技术在造纸与印刷设备运行中显得十分重要。针对非线性的张力控制对象,采用一般的滑模变结构控制方法难以避免系统抖振问题,使得目标跟踪精度存在较大误差。通过分析卷纸张力的动态卷绕特性,建立了收卷张力数学模型,并在滑模控制中引入模糊逻辑;采用模糊系统实现模型未知部分的自适应逼近,可有效降低模糊增益,从而消除抖振。以二轴张力控制系统为研究对象进行仿真分析,结果表明系统可以快速准确地跟踪阶跃与正弦信号,并能有效抑制简单滑模控制的抖振问题。为验证该控制系统的可行性,搭建了基于运动控制器的同步伺服试验台,实验结果表明系统在0.25 s以内达到稳定状态,纸卷张力能稳定地进行目标跟随,且只在较小的范围内波动,验证了控制策略的有效性。