[发明专利]一种生箔机收卷张力控制系统和控制方法

权利要求书

1.一种生箔机收卷张力控制系统的控制方法，其特征在于：所述控制系统包括用于收卷生箔并测量实际收卷张力和实际收卷速度的收卷装置(100)，以及控制器，所述控制器包括：

张力比较单元(200)，其用于计算实际收卷张力和张力预设值的差值得到张力差值；

参数更新单元(300)，其根据张力差值计算张力调整参数和速度调整参数；

张力控制单元(400)，其根据张力差值和张力调整参数计算收卷装置的速度参考值；

速度比较单元(500)，其用于计算速度参考值和实际收卷速度的差值得到速度差值；

速度控制单元(600)，其根据速度差值和速度调整参数调整收卷装置的收卷速度；

所述控制方法，包括以下步骤：

步骤一：设置生箔的收卷速度为V₁，设置张力预设值F_ref，测量生箔收卷时的实际收卷张力F_fdbk，计算实际收卷张力与张力预设值的差值的绝对值，得到张力差值ΔF＝|F_fdbk-F_ref|；

步骤二：参数更新单元通过量子粒子群算法并根据张力差值ΔF计算张力调整参数和速度调整参数；

步骤三：张力控制单元通过张力调整参数和张力差值ΔF计算速度参考值V_ref，测量生箔收卷时的实际收卷速度V_fdbk，计算实际收卷速度与速度参考值的差值的绝对值，得到速度差值ΔV＝|V_fdbk-V_ref|；

步骤四：速度控制单元根据速度差值ΔV和速度调整参数计算更新收卷速度V_new，控制收卷电机，使更新收卷速度作为新的收卷速度V₁＝V_new；

张力控制单元和速度控制单元使用PID控制器进行调节；

张力控制单元进行控制时：K_p1为第一比例系数，K_i1为第一积分系数，K_d1为第一微分参数；

速度控制单元进行控制时：K_p2为第二比例系数，K_i2为第二积分系数，K_d2为第二微分参数；

所述参数更新单元通过量子粒子群算法并根据张力差值ΔF计算得到的张力调整参数为本调整周期内的第一比例系数K_p1、第一积分系数K_i1以及第一微分参数K_d1，张力控制单元计算速度参考值时将上个控制周期内的第一比例系数K_p1、第一积分系数K_i1以及第一微分参数K_d1依次更新为本调整周期内的第一比例系数K_p1、第一积分系数K_i1以及第一微分参数K_d1；所述参数更新单元通过量子粒子群算法并根据速度差值ΔV计算得到的速度调整参数为本调整周期内的第二比例系数K_p2、第二积分系数K_i2以及第二微分参数K_d2，速度控制单元计算更新收卷速度时将上个控制周期内的第二比例系数K_p2、第二积分系数K_i2以及第二微分参数K_d2依次更新为本调整周期内的第二比例系数K_p2、第二积分系数K_i2以及第二微分参数K_d2；

所述参数更新单元对张力调整参数和速度调整参数进行更新时包括以下步骤：

第一步：设定张力控制单元PID控制器以及速度控制单元PID控制器的比例系数、积分系数以及微分参数的稳态范围，设定种群数量、迭代次数以及适应度值，并对粒子的位置进行初始化；

第二步：张力差值ΔF对时间求积分后作为误差性能指标；

第三步：把每个粒子的参数赋值给两个PID控制器中比例系数、积分系数以及微分参数中，得到相应的误差性能指标，同时不断地进行粒子的迭代，最后选取粒子中误差性能指标最小的粒子作为最优粒子，同时将最优粒子的参数赋值给两个PID控制器中比例系数、积分系数以及微分参数。