增强自调匀整混合环控制稳定性的研究

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1、第卷第期纺织学报∂年月∏×¬#科研报告#增强自调匀整混合环控制稳定性的研究赵强孟祥龙中国纺织科学研究院北京摘要论述不同控制环节棉纺清梳联梳棉机自调匀整系统的特点给出混合环自调匀整的一种控制算法对该种算法进行了验证试验列出了应用结果∀关键词棉纺清梳联梳棉机自调匀整混合环控制算法中图分类号×≥1文献标识码文章编号222清梳联梳棉机自调匀整是控制

2、棉条重不匀和重环节∀量偏差的有效措施∀自调匀整器已经成为清梳联系2自调匀整闭环控制统不可缺少的标准配置∀从控制方式上自调匀整主要有开环!闭环和混合环∀采用不同的控制形式梳棉机自调匀整闭环控制是在梳棉机的输出端对于清梳联系统的棉条质量有着不同的影响∀本文检测输出棉条的重量在输入端控制喂入速度见讨论不同控制方式的特点并提出了混合环自调匀图∀整器一种新的控制算法∀1梳棉机的输入!输出数学模型设θ为梳棉机单位时间喂入量θ∏为梳棉机单位时间输出量Θ为锡林盖板工作区的纤维量∀当ΑΓΓ为刺辊落棉率和

3、ΒΓΓ为盖板花率时单位时间内的棉流输入量与输出量之差等于锡林!盖板纤维量Θ的变化即Αθθ∏τΒΘ图1闭环控制模型根据棉纺理论Θθ∏ΠΧνν为锡林转速根据式ΓΣΑΠΠΤΧ为道夫转移率如检测点在大压辊集束处则还存在一个纯滞后环节ΣΣ所以则Αθθ∏Βθ∏ΠΧντΣΣΓΣΑΠΤΣ当假设Α!Β!Χ及ν与时间无关则有则闭环系统的传递函数为Αθθ∏Τθ∏Θ

4、∏ΠΘΚΣΓΣΠΗΣΓΣτΣΣΣΣ式中ΤΒΠΧνΑΠΤΣΑΗΣ当采用经典的°控制算法时将式作拉氏变换令ΗΣΚ°ΠΤιΣΤδΣΛθΘΛθ∏Θ∏由于闭环控制的特点是将所有系统内的因素都Λτθ∏ΠΘ∏ΠΘ∏ΠΘ∏考虑在内通过反馈回路控制对系统的静态偏差控所以ΑΘΘ∏ΠΤΘ∏制较好∀但是由于闭环控制中检测点与控制点较经变换得远导致控制滞后

5、选用适当的控制参数仅可减低这种滞后的影响而无法完全消除∀因此单纯的闭Θ∏ΠΘΑΠΠΤ环控制系统长片段控制效果较好短片段控制效果从式看梳棉机的传递函数是一个一阶惯性=>纺织学报年第期≈较差甚至起破坏作用∀尽管如此由于闭环控制4自调匀整混合环控制系统对解决清梳联系统台间!班间重量偏差有较好的控制作用得到广泛使用∀既然自调匀整的开环控制和闭环控制都各有优点也各有不足是否可将这两者混合使用这就是自3自调匀整开环控制≈调匀整混合环的应用∀梳棉机自调匀整开环控制是通

6、过给棉罗拉检所谓混合环就是将开环和闭环混合应用其控测同时根据所测结果使给棉罗拉变速来实现∀其制模型如图所示∀控制原理为梳棉机的输入和输出量应相等根据其输入量的变化控制其输入速度使输入的总量保持恒定达到控制目的∀即ςγς∏γ∏≤图3混合环控制模型式中ςγ分别为输入的速度和输入量ς∏γ∏采用混合环控制既有开环的响应较快!滞后时分别为输出的速度和输出量≤为常数∀间短的特点又可以校正系统的偏差误差控制较好则ςτ≤Πγτ的闭环优点∀在个环的组合上采

7、用了直接叠加当采用棉层厚度ξτ取代输入的棉量时上的方法即式为ςκς闭κς开ςτ≤Πξτ式中ς为给棉电机控制电压ς闭为闭环控制计算因此实际上开环控制为一双曲线的控制见给棉电机控制电压ς开为开环控制计算给棉电机图∀控制电压κ为分配系数κ∗∀分配系数κ可根据控制要求和实际情况进行选择如在ƒ×自调匀整器上κ1在ƒ×梳棉机上κ1∀混合环的应用使清梳联棉条的质量得到控制在ƒ×控制器上大面积使用的效果表明其总不匀在1以下内不匀在

8、以下可以满足棉纺的一般要求∀5混合环新的控制算法直接叠加的混合环控制算法能够满足一般的要图2开环控制模型求但是其中存在一些问题首先κ值的确定有人整个系统的主要干扰来自喂入量的波动∀通过为的因素什么样的κ值最合适值得研究∀其次适当的方式采用开环控制可以对喂入棉层的波动直接叠加