專利名稱：基于前饋-模糊pid控制的切紙機(jī)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種基于前饋-模糊PID控制的切紙機(jī)控制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)場(chǎng)圓筒切刀式切紙機(jī)的主要結(jié)構(gòu)如圖I所示，由退紙輥I、縱向切刀2、第一送紙輥3、第一橫向切刀4、第二送紙輥5、第二橫向切刀6、導(dǎo)紙輥7、張カ傳感器8等組成。工作時(shí)首先原紙從退紙輥I上的紙卷出來后，經(jīng)過縱向切刀2將寬幅紙裁切成滿足要求的2條或者幾條窄幅紙，然后通過第一送紙輥3向前傳送，其中I條紙帶直接送到第一橫向切刀4，另I條紙帶繼續(xù)向前通過第二送紙輥5送到第二橫向切刀6，然后將紙橫切成合乎要求的紙張，最后通過傳送帶送到接紙臺(tái)打包?？v向切刀的位置可以改變以調(diào)整紙帶的寬度，它不需要進(jìn)行速度控制。兩送紙輥的速度根據(jù)設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，兩橫向切刀的速度由切紙長(zhǎng)度和送紙速度決定。兩橫向切刀旋轉(zhuǎn)I周切紙I次，當(dāng)改變切紙長(zhǎng)度或送紙速度，或者兩者同時(shí)改變吋，切刀的速度必須同時(shí)做出相應(yīng)的改變。因此，對(duì)切刀速度的同步控制決定了切紙精度。原切紙機(jī)控制系統(tǒng)采用的控制方式為單閉環(huán)控制加比值控制，如圖2所示，原系統(tǒng)缺點(diǎn)如下I.采用傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)器，送紙輥線速度V抗擾能力較差，參數(shù)修改不方便，不能進(jìn)行自整定等缺點(diǎn)。2.切刀控制以送紙輥實(shí)際速度V作為設(shè)定值，采用比值控制。由于外界擾動(dòng)存在，送紙輥線速度V容易變化，因此切刀控制屬于隨動(dòng)控制系統(tǒng)，并且切刀轉(zhuǎn)速n具有一定的滯后性，所以很難保證切長(zhǎng)L的精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為解決上述問題，提供ー種基于前饋-模糊PID控制的切紙機(jī)控制方法，它通過前饋控制能夠大大抵消外界擾動(dòng)，獲得良好的控制效果。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案ー種基于前饋-模糊PID控制的切紙機(jī)控制方法，系統(tǒng)初始化后，設(shè)定切紙長(zhǎng)度和切刀頻率，在單閉環(huán)控制加比值控制系統(tǒng)控制下，進(jìn)行切紙，在切紙完成后，停機(jī)；I.在原有單閉環(huán)控制加比值控制切刀速度的基礎(chǔ)上，采用模糊PID控制來對(duì)送紙輥速度V進(jìn)行控制，提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)特性，即應(yīng)用模糊控制規(guī)則，在PID調(diào)節(jié)器上加入模糊控制器，該模糊控制器的輸入語言變量是誤差值E、誤差變化率△ E，輸出語言變量是PID控制器的比例増益系數(shù)KP、積分增益系數(shù)K1和微分増益系數(shù)Kd，從而對(duì)PID調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制；
2.模糊控制具體計(jì)算前面所述誤差E、誤差變化率A E、比例増益系數(shù)Kp、積分增益系數(shù)K1和微分增益系數(shù)Kd的模糊集為{NB，匪，NS，ZR，PS, PM，PB}，NB表示負(fù)大，匪表示負(fù)中，NS表示負(fù)小，ZR表示零，PS表示正小，PM表示正中，PB表示正大,它們的論域?yàn)閧-6，-5，-4，-3，-2，-1,0,1，2，3，4，5，6}，輸入輸出語言變量的隸屬函數(shù)賦值表為a)E、A E、K^KpKd 隸屬度賦值表
權(quán)利要求
1.一種基于前饋-模糊PID控制的切紙機(jī)控制方法，系統(tǒng)初始化后，設(shè)定切紙長(zhǎng)度和切刀頻率，在單閉環(huán)控制加比值控制系統(tǒng)控制下，進(jìn)行切紙，在切至完成后，停機(jī)；其特征是 在原有單閉環(huán)控制加比值控制切刀速度的基礎(chǔ)上，采用模糊PID控制來對(duì)送紙輥速度V進(jìn)行控制，以提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)特性；即應(yīng)用模糊控制方式，在PID調(diào)節(jié)器上加入模糊控制器，該模糊控制器的輸入語言變量是誤差值E、誤差變化率△ E，輸出語言變量是PID控制器的比例増益系數(shù)KP、積分增益系數(shù)K1和微分増益系數(shù)Kd，從而對(duì)PID調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制； 同時(shí)在執(zhí)行機(jī)構(gòu)后方設(shè)置前饋控制器，對(duì)張カ傳感變送器發(fā)出的電壓信號(hào)Uf進(jìn)行處理，并與執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出信號(hào)一并控制送紙輥電機(jī)，解決因負(fù)載擾動(dòng)所引起的送紙輥電機(jī)速度V的波動(dòng)，同時(shí)也減小了切刀轉(zhuǎn)速n的波動(dòng)。
2.如權(quán)利要求I所述的基于前饋-模糊PID控制的切紙機(jī)控制方法，其特征是，所述模糊控制具體計(jì)算過程為所述誤差E、誤差變化率A E、比例増益系數(shù)KP、積分增益系數(shù)K1和微分增益系數(shù)Kd的模糊集為{NB，匪，NS，ZR，PS, PM，PB}，NB表示負(fù)大，匪表示負(fù)中，NS表示負(fù)小，ZR表示零，PS表示正小，PM表示正中，PB表示正大，它們的論域?yàn)閧-6，-5，-4，-3，-2，-1,0,1，2，3，4，5，6}，輸入輸出語言變量的隸屬函數(shù)賦值表為
3.如權(quán)利要求I所述的基于前饋-模糊PID控制的切紙機(jī)控制方法，其特征是，所述前饋控制的前饋傳遞函數(shù)為
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于前饋-模糊PID控制的切紙機(jī)控制方法，系統(tǒng)初始化后，設(shè)定切紙長(zhǎng)度和切刀頻率，在單閉環(huán)控制加比值控制系統(tǒng)控制下，進(jìn)行切紙，在切至完成后，停機(jī)；在原有單閉環(huán)控制加比值控制切刀速度的基礎(chǔ)上，采用模糊PID控制來對(duì)送紙輥速度V進(jìn)行控制，以提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)特性；即應(yīng)用模糊控制方式，在PID調(diào)節(jié)器上加入模糊控制器，該模糊控制器的輸入語言變量是誤差值E、誤差變化率ΔE，輸出語言變量是PID控制器的比例增益系數(shù)KP、積分增益系數(shù)KI和微分增益系數(shù)KD，從而對(duì)PID調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制；同時(shí)在執(zhí)行機(jī)構(gòu)后方設(shè)置前饋控制器，解決因負(fù)載擾動(dòng)所引起的送紙輥速度V的波動(dòng)，同時(shí)也減小了切刀轉(zhuǎn)速n的波動(dòng)。
文檔編號(hào)B26D5/00GK102621882SQ20121009030
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者劉星萍, 王斌鵬, 邱書波 申請(qǐng)人:山東輕工業(yè)學(xué)院