桶装焊丝生产线控制系统的研究

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1、中文摘要摘要本文对天津市科委的重点项目，能快速、稳定完成成品药芯焊丝收卷包装工作的桶装焊丝生产线控制系统进行了设计，并分析了主要装置的选型问题。该生产线的研制成功将成为我国第一台用于成品焊丝收卷包装的全自动高速的桶装焊丝生产线，为国内焊材生产增添新产品。在深入分析用于成品药芯焊丝包装的桶装焊丝生产线的结构、特点以及在收卷过程中影响焊丝张力因素的基础上，针对天津三英焊业有限公司生产的药芯焊丝，为其研制用于成品药芯焊丝包装的桶装焊丝生产线控制系统，从工程实用角度出发，建立了速度控制系统数学模型以及张力反馈系统数学模型。根

2、据张力反馈系统的控制要求设计了PID控制器，并根据系统对焊丝张力波动最小的原则，认真的研究了张力控制系统的PID参数选取的问题，用PID参数最优整定方法设计了PID参数，设计了适合工程应用的焊丝张力反馈调节器。经MATLAB仿真实验证明能较好地满足预期控制要求。在此基础上，为了解决在放线机工字轮直径变化时常规PID控制不能取得满意控制效果的问题，经过仔细研究自适应PID控制和模糊控制方法，提出了用于焊丝张力控制的模糊自适应PID算法，设计了张力控制系统的模糊自适应PID控制器。通过MATLAB仿真证明该控制器较常规P

3、ID控制器有更好的控制效果，并且能够在放线机工字轮直径变化时，起到良好的控制效果。关键词：药芯焊丝桶装焊丝张力控制PID模糊自适应PIDABSTRACTInthisthesisthecontrolsystemofthepailpackingline，oneofthekeyprojectsofTianjinScienceandTechnologyCommittee．which锄coilandpacktheproductsrapidlyandstably,isdesignedandthemainequipmentsele

4、ctionanalyzed．Thisproductlinewillbethefirstoneinourcountryandsupplynewweldingconsumable．AccordingtotherequirementsofthefluxcoredwiremanufacturedbyTianjinSaayingWeldingIndustryGrouponthebasisofthethoroughanalysisofthestructure,characteristieandthefactorsthateffe

5、ctsthetensileforceofthefluxcoredwireintheprocessofcoiling,thecontrolsystemofpailpackinglineforcoilingandpackingisdesigned．Themodelsofthespeedcontrolsystemandtensileforcefeedbackcontrolsystemareestablishedintheviewofengineering．AtypeofPIDregulatorisdesignedaccor

6、dingtotherequirementsofthetensileforcefeedbackcontrolsystem．Ontheprincipleofminimizingthefluctuationofthefluxcoredwire,thechoiceofparametersofPIDisstudied．Atensileforcefeedbackregulatorfeasibleforengineeringapplicationisdesigned,thePIDparametersofwhichareabtain

7、edinaoptimizationtuningmethod．ThesimulationinMATLABshowsthattheexpectedcontrolperformancefireachieved．TosettletheproblemofthepoorcontrolperformanceofPIDregulatorduetothevariationofthediameteroftheHwheelofpay-off，atypeoffuzzyadaptivePIDalgorithmispresented，andaf

8、uzzyadaptivePIDregulatorfortensileforcefeedbackcontrolsystemdesigned．ThesimulationinMATLABshowsthatthealgorithmabovehasbettercontrolperformancethanPIE)regulatorwhenthediamet