|
长春纸箱厂-横切机的控制系统(1)控制原理 在一个剪切周期T内,切力运动轨迹可分为补偿区和同步区。如图 2-25 所示,CZA表示补偿区,ABC表示同步区。当切刀位于同步区时,切刀线速度v的水平分量v1须等于瓦楞纸板进给速度 v。。如此,当刀刃到达剪切点B时,切刀线速度v和瓦楞纸板进给速度v。完全相同,切断纸板。切刀从C点退出同步区,进入补偿区。切刀在补偿区进行速度、时间调整。0表示同步角,其大小应根据瓦楞纸板的厚度确定。 在一个剪切周期内,切刀的运动规律根据切刀旋转周长P与设定剪切长度 L之间的关系不同而不同。具体可分为以下五种情况: ①P>L,即旋转周长大于剪切长度,此时切刀退出同步区后,先加速运动到零点后再减速到同步速度再次进入同步区,对应切刀运动规律为同步运动一加速一减速一同步运动。 ②P=L,即旋转周长等于剪切长度。在整个周期内,切刀做匀速运动且速度与瓦楞纸板进给速度相同。 ③ P<L<2P,即剪切长度大于旋转周长但小于旋转周长2倍。在同步区以外,切刀先减速运动到零点,随后加速运动,加速到同步速度再次进入同步区,对应切刀运动规律为同步运动一减速一加速一同步运动, ④ L=2P,即剪切长度等于旋转周长的2倍,切刀运动到零点时速度刚好为零,随后又立即加速到同步速度再次进入同步区,对应切刀运动规律为同步运动一减速一零一加速一同步运动。 ⑤L>2P,即剪切长度大于旋转周长的2倍,切刀退出同步区后,减速运动到零点,到达零点时速度降到0,在零点静止一段时间后,再加速到同步速度进入同步区,对应切刀运动规律为同步运动一减速一停止一加速一同步运动。 (2)模糊控制 在实际工作过程中,受振动、摩擦等因素的影响,速度同步 效果不够理想。为了减小横切机的速度跟踪误差,可采用一种模糊控制器,通过速度控制提高其剪切精度。 以纸板进给速度为参考值,切刀同步区速度与纸板进给速度保持一致,在补偿区进行速度调整。速度调整就是伺服电机脉冲频率的改变。在实际工作过程中,通过编码器实时检测反馈脉冲个数,并计算出电机实际旋转速度,与理论值比较得到速度偏差。该速度偏差作为模糊控制器的输入量,通过模糊处理得到控制变量,即输出量。根据控制变量,调整脉冲频率f'=kuf,其中f为调整前脉冲频率;f'为调整后脉冲频率;k表示与控制量有关的比例系数,进而实现速度的跟踪控制。由图2-27可知:根据速度参考值和实际速度反馈值,由比较器计算速度偏差e;通过求导可得误差变化率△e;利用模糊控制器实现e和 △e的模糊化、模糊推理、解模糊化等处理,同时得到控制量u;根据控制量 u,结合伺服驱动装置实现横切电机的实时模糊控制。 (3)控制系统横切机控制系统主要包括DSP微控制器,PWM隔离驱动电路,IPM模块,电压、电流、速度检测电路以及保护电路等,控制系统结构见图 2-28。以DSP作为运动控制核心,进行长度和速度检测、位置十电压+电流反馈控制、驱动控制、同步跟踪等,进而实现数字控制。具体地讲,采用光电耦合器进行脉宽调制信号(PWM)和功率控制器件的隔离与控制:霍尔电流和电压传感器信号经滤波、调幅、限幅处理后传送至DSP 的 A/D接口;采用增量式光电编码器实现伺服电机的速度和位置检测,编码器信号经光电隔离处理后传送至 DSP 的 QEP 接口;利用测长轮测定瓦楞纸板的进给速度,经光电隔离处理后传送至 DSP 的 CAP 接口。 上一篇纸箱厂-堆码机下一篇纸箱厂螺旋式横切机的工作原理 |