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一类非晶带材在线卷取控制系统的研究和设计

高婧婷  
【摘要】:非晶带材作为新型导磁材料,比传统材料具有更高的导磁率和性价比,广泛应用于变压器磁芯制造等需要导磁的领域。非晶带材的生产已经具有相当的规模,但是国内除个别企业外,绝大多数生产商采用离线卷取方式,影响了非晶带材的生产效率。本文对非晶带材的在线卷取进行研究,主要工作如下: 首先,设计了非晶带材在线卷取的整体方案,选择永磁同步电机作为工作电机,介绍了永磁同步电机的矢量控制方法。对各辊的物理尺寸进行了设计,针对负载惯量匹配和功率匹配的要求,确定电机的型号。在Visual C++6.0编译环境中采用MFC模块完成了参数界面的设计 其次,完成基于DSP28335芯片的控制电路板硬件设计,包括最小系统模块、通信模块和人机交互模块。在CCS3.3编译环境中完成软件设计,包括通信程序、液晶屏驱动程序和电机控制程序。完成了永磁同步电机速度环和电流环的双闭环调试。采用MFC编写PC端人机界面,进行电机运行状态的在线监控。 最后,介绍了张力系统的一般组成和分类,设计了恒张力卷取的闭环张力控制策略。建立了由永磁同步电机作为动力元件的张力系统数学模型。采用基于状态方程的自适应鲁棒控制(ARC)算法设计了张力环和转速环的控制器,仿真结果表明了设计的有效性。进行了离散状态张力观测器的设计,仿真结果表明了设计的有效性。在matlab/Simulink模块中进行在线卷取系统的综合控制,得到了各电机的转速曲线;分析各电机的工作状态,与仿真结果一致。


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