[发明专利]金刚线切割机的恒张力控制方法

摘要

本发明涉及切割机械设备领域，公开了一种金刚线切割机的恒张力控制方法，它以摆角误差е^θ为控制依据，控制的目标为使摆角误差е^θ为0；由前馈控制获得前馈基准角速度ω_t；由反馈控制通过PID控制算法获得角速度初始微调节量d_ω；由软限幅处理获得角速度软限幅处理微调节量d_ωL；最后将前馈控制计算出的前馈基准角速度ω_t与角速度软限幅处理微调节量d_ωL相叠加，以此获得线辊的目标角速度ω_y。该控制方法能保证金刚线走线平稳、走线张力恒定，避免出现张力波动。

主权项

1.一种金刚线切割机的恒张力控制方法，其特征在于：其步骤包括：a、当摆动导轮(1)受到金刚线(2)的走线张力与恒张力电动机(3)提供的设定张力相等时，摆臂(4)位于基准线上，此刻摆臂(4)的摆角为设定摆角θ_s；而走线时摆臂(4)的实际摆角θ_f减去设定摆角θ_s的值为摆角误差е^θ；当摆臂(4)摆动的方向与金刚线(2)张拉的方向相同时е^θ为正值，当摆臂(4)摆动的方向与金刚线(2)张拉的方向相反时е^θ为负值；以摆角误差е^θ为控制依据，控制的目标为使摆角误差е^θ为0；b、前馈控制；刚开始走线时，线辊的线速度与主动轴的线速度是相等的，以线辊的初始线速度为设定线速度V_r，由公式R_t＝R₀‑2R_wN_p算出当前的线辊半径R_t，其中R₀是线辊的初始半径，R_w是金刚线(2)半径，N_p是线辊上的出线点从一端移动到另一端的次数；将设定线速度V_r和当前的线辊半径R_t带入公式ω_t＝V_r/R_t以获得前馈基准角速度ω_t；c、反馈控制；以当前的摆角误差е^θ₀、前一个时刻的摆角误差е^θ_0‑t、前两个时刻的摆角误差е^θ_0‑2t三个反馈值为依据，通过PID控制算法，带入公式d_ω＝k_p(е^θ₀‑е^θ_0‑t)+k_iе^θ₀+k_d[(е^θ₀‑е^θ_0‑t)‑(е^θ_0‑t‑е^θ_0‑2t)]计算出角速度初始微调节量d_ω，其中，k_p、k_i和k_d为PID控制器的控制参数；d、对角速度初始微调节量d_ω做如下软限幅处理，当d_ω≥d_max时，d_ωL＝d_max；当d_min≤d_ω≤d_max时，d_ωL＝d_ω；当d_ω≤d_min时，d_ωL＝d_min；以获得角速度软限幅处理微调节量d_ωL；其中，d_min是角速度微调节量的下限值，d_max是角速度微调节量的上限值；e、将前馈控制计算出的前馈基准角速度ω_t与角速度软限幅处理微调节量d_ωL相叠加，以此获得线辊的目标角速度ω_y。