CN111496011B - 拉丝机收卷电机速度控制方法、装置、计算机设备和介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种拉丝机收卷电机速度控制方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括:检测收卷变频器的电压值,根据电压值计算得到拉拔变频器的频率;获取频率补偿参数,基于比例积分微分算法,根据频率补偿参数计算得到频率补偿值;获取频率调整系数,当拉拔变频器进入恒速状态时,根据频率调整系数、拉拔变频器的频率和频率补偿值计算得到收卷变频器的调整频率;根据收卷变频器的调整频率对收卷电机的频率进行调整,以控制收卷电机的速度。采用本方法能够简化调节计算过程,提高对收卷电机的频率的调整效率,实现对收卷电机的速度的控制,使得拉拔线速度与收卷线速度保持一致。
Description
技术领域
本申请涉及变频器技术领域,特别是涉及一种拉丝机收卷电机速度控制方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
拉丝机是一种通过拉伸成型来获得所需成品丝线的设备,分为拉拔部分和收卷部分。拉丝机设备在生产过程中的拉拔线速度由拉拔电机速度决定,基本不会发生改变,而收卷线速度在收卷电机速度不变的情况下会随着收卷轴卷曲,收卷轴的卷径逐渐增大,使得收卷线速度也逐渐增大。当拉拔线速度与收卷线速度不一致时,容易发生拉伸断线问题。
为了实现拉拔线速度与收卷线速度一致,需要对收卷电机的速度进行调节。传统方法中,通过当前收卷轴直径、拉拔线速度等参数计算得到收卷电机的主频率,以及PID(Proportion Integral Differential,比例积分微分)算法进行误差补偿,然而,调节过程中必须保证当前收卷轴直径、拉拔线速度等参数的准确性,导致调节过程繁琐,难以保证拉拔线速度与收卷线速度一致性。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够简化调节过程,实现拉拔线速度与收卷线速度一致性的拉丝机收卷电机速度控制方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种拉丝机收卷电机速度控制方法,所述方法包括:
检测收卷变频器的电压值,根据所述电压值计算得到拉拔变频器的频率;
获取频率补偿参数,基于比例积分微分算法,根据所述频率补偿参数计算得到频率补偿值;
获取频率调整系数,当所述拉拔变频器进入恒速状态时,根据所述频率调整系数、所述拉拔变频器的频率和所述频率补偿值计算得到所述收卷变频器的调整频率;
根据所述收卷变频器的调整频率对收卷电机的频率进行调整,以控制所述收卷电机的速度。
在其中一个实施例中,所述根据所述电压值计算得到拉拔变频器的频率包括:
获取所述收卷变频器的电压参数和所述拉拔变频器的频率参数;
根据所述电压值、所述收卷变频器的电压参数和所述拉拔变频器的频率参数计算得到所述拉拔变频器的频率。
在其中一个实施例中,所述获取频率补偿参数,基于比例积分微分算法,根据所述频率补偿参数计算得到频率补偿值包括:
获取张力反馈值,计算所述张力反馈值与预设张力值间的张力偏差;
获取比例系数,根据所述比例系数与所述张力偏差计算得到比例补偿值;
获取积分时间系数,根据所述积分时间系数、所述比例系数与所述张力偏差计算得到积分补偿值;
获取微分时间系数,根据所述微分时间系数、所述比例系数与所述张力偏差计算得到微分补偿值;
将所述比例补偿值、所述积分补偿值与所述微分补偿值相加,得到所述频率补偿值。
在其中一个实施例中,当所述拉拔变频器进入恒速状态时,将所述积分补偿值作为所述频率补偿值。
在其中一个实施例中,所述获取频率调整系数,当所述拉拔变频器进入恒速状态时,根据所述频率调整系数、所述拉拔变频器的频率和所述频率补偿值计算得到所述收卷变频器的调整频率包括:
当所述拉拔变频器进入恒速状态时,获取预设的调整周期;
在所述预设的调整周期内,对所述频率补偿值进行采样,得到采样频率补偿值;
根据所述频率调整系数、所述拉拔变频器的频率和所述采样频率补偿值,计算得到更新频率调整系数;
根据所述更新频率调整系数对所述频率补偿值进行更新,得到更新频率补偿值;
根据所述更新频率调整系数、所述更新频率补偿值和所述拉拔变频器的频率计算得到所述收卷变频器的调整频率。
在其中一个实施例中,所述预设的调整周期内,采集得到采样频率补偿值集合,所述根据所述频率调整系数、所述拉拔变频器的频率和所述采样频率补偿值,计算得到更新频率调整系数包括:
将所述采样频率补偿值集合中的各个采样频率补偿值逐一与所述分别与所述频率调整系数、所述拉拔变频器的频率进行计算,得到更新频率调整系数集合;
对所述更新频率调整系数集合进行均值滤波,得到所述更新频率调整系数。
在其中一个实施例中,所述拉拔变频器进入恒速状态的判断步骤包括:
检测得到所述收卷变频器的电压值的变化量;
当所述变化量在预设时间内持续小于预设阈值时,确定所述拉拔变频器进入恒速状态。
一种拉丝机收卷电机速度控制装置,所述装置包括:
拉拔变频器的频率计算模块,用于检测收卷变频器的电压值,根据所述电压值计算得到拉拔变频器的频率;
频率补偿值计算模块,用于获取频率补偿参数,基于比例积分微分算法,根据所述频率补偿参数计算得到频率补偿值;
收卷变频器的调整频率计算模块,用于获取频率调整系数,当所述拉拔变频器进入恒速状态时,根据所述频率调整系数、所述拉拔变频器的频率和所述频率补偿值计算得到所述收卷变频器的调整频率;
收卷电机的频率调整模块,用于根据所述收卷变频器的调整频率对收卷电机的频率进行调整,以控制所述收卷电机的速度。
一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法的步骤。
一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
上述拉丝机收卷电机速度控制方法、装置、计算机设备和存储介质,通过检测收卷变频器的电压值,根据电压值计算得到拉拔变频器的频率;获取频率补偿参数,基于比例积分微分算法,根据频率补偿参数计算得到频率补偿值;获取频率调整系数,当拉拔变频器进入恒速状态时,根据频率调整系数、拉拔变频器的频率和频率补偿值计算得到收卷变频器的调整频率;根据收卷变频器的调整频率对收卷电机的频率进行调整,以控制收卷电机的速度;相比于传统的实时测量拉拔变频器的线速度、收卷轴直径等参数计算拉拔变频器的频率,电压值更容易检测到,并且准确性较高,所以计算得到的拉拔变频器的频率更加准确,计算过程简单;由于拉丝机在工作时,拉拔变频器基本处于恒速状态,处于恒速状态时,可以简化频率补偿值的计算过程,从而提高对收卷电机的频率的调整效率,实现对收卷电机的速度的控制,使得拉拔线速度与收卷线速度保持一致。
附图说明
图1为一个实施例中拉丝机收卷电机速度控制方法的应用环境图;
图2为一个实施例中拉丝机收卷电机速度控制方法的流程示意图;
图3为一个实施例中收卷变频器的调整频率计算方法的流程示意图;
图4为一个实施例中更新频率调整系数计算方法的流程示意图;
图5为另一个实施例中拉丝机收卷电机速度控制方法的流程示意图;
图6为一个实施例中拉丝机收卷电机速度控制装置的结构框图;
图7为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
本申请提供的拉丝机收卷电机速度控制方法,可以应用于如图1所示的应用环境中。其中,可编程逻辑控制器102与拉拔变频器104、收卷变频器106连接,可编程逻辑控制器102可以控制拉拔变频器104、收卷变频器106的输出频率。拉拔变频器104与拉拔电机连接,控制拉拔电机的速度,从而控制拉丝机的拉丝速度。收卷变频器106与收卷电机108连接,控制收卷电机108的速度,从而控制拉丝机的收卷速度。
具体地,可编程逻辑控制器102可以检测得到收卷变频器106的电压值,根据电压值计算得到拉拔变频器104的频率。可编程逻辑控制器102获取频率补偿参数,基于比例积分微分算法,根据频率补偿参数计算得到频率补偿值。进一步地,可编程逻辑控制器102获取频率调整系数,当拉拔变频器104进入恒速状态时,根据频率调整系数、拉拔变频器104的频率和频率补偿值计算得到收卷变频器106的调整频率,根据收卷变频器106的调整频率对收卷电机108的频率进行调整,以控制收卷电机108的速度。
应当理解的是,在其他实施例中,上述拉丝机收卷电机速度控制方法除了可以应用于可编程逻辑控制器102,也可以应用于其他计算机设备。
在一个实施例中,如图2所示,提供了一种拉丝机收卷电机速度控制方法,以该方法应用于图1中的可编程逻辑控制器102为例进行说明,包括以下步骤:
步骤202,检测收卷变频器的电压值,根据电压值计算得到拉拔变频器的频率。
其中,可编程逻辑控制器一种可编程的存储器,在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。
具体地,在拉丝机中,可编程逻辑控制器可以向收卷变频器输入电压值,作为收卷变频器的工作电源,使得收卷变频器可以通过改变工作电源频率来控制收卷电机。因此,可编程逻辑控制器可以检测得到收卷变频器的电压值。而为了使得拉丝机的拉拔速度与收卷速度一致,拉拔变频器的电压值与收卷变频器的电压值近似相等。
进一步地,对于变频器而言,电压值与频率成一定比例关系,因此,在得到收卷变频器的电压值之后,可以通过电压值与频率之间的比例关系,计算得到拉拔变频器的频率。
在一个实施例中,可编程逻辑控制器也可以检测得到拉拔变频器的电压值,通过拉拔变频器的电压值计算得到拉拔变频器的频率。
步骤204,获取频率补偿参数,基于比例积分微分算法,根据频率补偿参数计算得到频率补偿值。
其中,频率补偿值是一个频率数值,用于对拉拔变频器的频率进行补偿,使得拉拔变频器的频率与收卷变频器的频率相等,从而保证拉丝机的拉拔速度与收卷速度的一致性。频率补偿参数包括设定值、反馈值以及比例积分微分算法系数,通过比例积分微分算法进行计算,可以得到频率补偿值。
具体地,比例积分微分算法是一种反馈算法,可以通过比例项、积分项和微分项对设定值和反馈值间的误差进行调节,可以减小设定值和反馈值间的误差。可编程逻辑控制器中存储有比例积分微分算法,以及设定值和比例积分微分算法系数,可以直接获取得到。
进一步地,可编程逻辑控制器通过检测得到反馈值,计算设定值和反馈值间的误差。可编程逻辑控制器将设定值和反馈值间的误差、比例积分微分算法系数代入比例积分微分算法公式,从而计算得到频率补偿值。
在一个实施例中,设定值可以是预设张力值,反馈值可以是张力反馈值。
步骤206,获取频率调整系数,当拉拔变频器进入恒速状态时,根据频率调整系数、拉拔变频器的频率和频率补偿值计算得到收卷变频器的调整频率。
其中,频率调整系数用于对拉拔变频器的频率进行调整,使得拉拔变频器的频率与收卷变频器的频率保持一致。收卷变频器的调整频率是拉拔变频器的频率经过调整、补偿计算后得到的收卷变频器的频率,收卷变频器的调整频率可以使得收卷速度与拉拔速度保持一致。
具体地,可编程逻辑控制器可以建立如下所示的等式:
F_S=K×F_Ca1L+F_PID
其中,F_S为收卷变频器的调整频率,K为频率调整系数,F_Ca1L为拉拔变频器的频率,F_PID为频率补偿值。
可编程逻辑控制器获取频率调整系数的初始值,在拉拔变频器进入恒速状态时,可编程逻辑控制器通过比例积分微分算法对调整周期内的频率补偿值进行计算,在调整周期内将频率调整系数的初始值、拉拔变频器的频率,以及频率补偿值代入上述等式,对收卷变频器的频率进行补偿,补偿后得到收卷变频器的调整频率,通过收卷变频器的调整频率,可以计算得到更新频率调整系数,以此循环,实现对收卷变频器的频率的调整。
在一个实施例中,频率调整系数的初始值可以设为1。
步骤208,根据收卷变频器的调整频率对收卷电机的频率进行调整,以控制收卷电机的速度。
具体地,可编程逻辑控制器将收卷变频器的频率控制为收卷变频器的调整频率,收卷变频器根据收卷变频器的调整频率控制收卷电机,收卷电机在得到收卷变频器的调整频率之后,将其转换为相应的转速,从而使得收卷轴的线速度与拉拔轴的线速度保持一致。
上述拉丝机收卷电机速度控制方法中,通过检测收卷变频器的电压值,根据电压值计算得到拉拔变频器的频率;获取频率补偿参数,基于比例积分微分算法,根据频率补偿参数计算得到频率补偿值;获取频率调整系数,当拉拔变频器进入恒速状态时,根据频率调整系数、拉拔变频器的频率和频率补偿值计算得到收卷变频器的调整频率;根据收卷变频器的调整频率对收卷电机的频率进行调整,以控制收卷电机的速度;相比于传统的实时测量拉拔变频器的线速度、收卷轴直径等参数计算拉拔变频器的频率,电压值更容易检测到,并且准确性较高,所以计算得到的拉拔变频器的频率更加准确,计算过程简单;由于拉丝机在工作时,拉拔变频器基本处于恒速状态,处于恒速状态时,可以简化频率补偿值的计算过程,从而提高对收卷电机的频率的调整效率,实现对收卷电机的速度的控制,使得拉拔线速度与收卷线速度保持一致。
在一个实施例中,步骤202包括:获取收卷变频器的电压参数和拉拔变频器的频率参数;根据电压值、收卷变频器的电压参数和拉拔变频器的频率参数计算得到拉拔变频器的频率。
其中,收卷变频器的电压参数可以是收卷变频器的输入量程,即最大电压值。拉拔变频器的频率参数可以是拉拔变频器的最大频率。
具体地,变频器的电压值与频率成一定比例关系,该比例关系可以表现为频率与最大频率的比值等于电压值与最大电压值的比值。
进一步地,由于拉丝机中拉拔变频器的电压值和最大电压值与收卷变频器的电压值和最大电压值近似相等。因此,可以得到拉拔变频器的频率与拉拔变频器的最大频率的比值等于收卷变频器的电压值与收卷变频器的最大电压值的比值。可编程逻辑控制器在获取得到收卷变频器的电压值和最大电压值、拉拔变频器的最大频率值之后,可以由拉拔变频器的频率与拉拔变频器的最大频率的比值等于收卷变频器的电压值与收卷变频器的最大电压值的比值这一等式,计算得到拉拔变频器的频率。
在一个实施例中,可编程逻辑控制器也可以通过拉拔变频器的电压值、拉拔变频器的最大电压值,以及拉拔变频器的最大频率值计算得到拉拔变频器的频率。
在本实施例中,通过收卷变频器的电压值和电压参数、拉拔变频器的频率参数,能够准确地计算得到拉拔变频器的频率,简化计算过程。
在一个实施例中,步骤204包括:获取张力反馈值,计算张力反馈值与预设张力值间的张力偏差;获取比例系数,根据比例系数与张力偏差计算得到比例补偿值;获取积分时间系数,根据积分时间系数、比例系数与张力偏差计算得到积分补偿值;获取微分时间系数,根据微分时间系数、比例系数与张力偏差计算得到微分补偿值;将比例补偿值、积分补偿值与微分补偿值相加,得到频率补偿值。
其中,张力值反映了拉拔速度与收卷速度之间的差值,可以通过拉丝机上的张力传感器检测得到。当拉拔速度与收卷速度之间的差值越大时,张力传感器产生的位移越大。
具体地,可编程逻辑控制器通过张力传感器检测得到张力反馈值,计算得到张力反馈值与预设张力值间的张力偏差。可编程逻辑控制器获取比例积分微分系数。其中,比例积分微分系数包括比例系数、积分时间系数和微分时间系数。可编程逻辑控制器获取比例积分微分算法的公式,并进行离散增量计算,得到:
其中,U(t)为频率补偿值,KP为比例系数,Err(t)为当前的张力偏差,T为调整周期,Ti为积分时间系数,Td为微分时间系数,Err(t-1)为上一次的张力偏差。
进一步地,为了进一步简化计算过程,可以将上述等式变形,从而得到比例补偿值的计算式为:
PID_K=KP×Err
其中,PID_K为比例补偿值,KP为比例系数,Err为当前的张力偏差。
积分补偿值的计算式为:
其中,PID_I为积分补偿值,PID_I_Bak为上一次的积分补偿值,T为调整周期,KP为比例系数,Ti为积分时间系数,Err为当前的张力偏差。
微分补偿值的计算式为:
其中,PID_D为微分补偿值,Td为微分时间系数,KP为比例系数,T为调整周期,Err为当前的张力偏差,Err_Bac为上一次的张力偏差。
可编程逻辑控制器通过将上述参数分别代入比例补偿值计算式、积分补偿值计算式和微分补偿值计算式中,计算得到比例补偿值、积分补偿值和微分补偿值,再将比例补偿值、积分补偿值和微分补偿值相加,从而得到频率补偿值。
在一个实施例中,当拉拔变频器进入恒速状态时,将积分补偿值作为频率补偿值。
其中,拉丝机在运行过程中的状态包括:启动加速状态、恒速状态、调速状态以及减速停机状态。由于拉丝机在启动加速状态、调速状态以及减速停机状态的持续时间较短,因此,拉丝机在运行过程中,大部分时间是处于恒速状态。对拉丝机收卷电机的速度控制可以是对恒速状态下,拉丝机收卷电机的速度进行控制。
具体地,当拉拔变频器进入恒速状态时,由于比例积分微分的作用,张力反馈值与预设张力值很快趋于一致,即张力偏差几乎趋于零。由上述等式可知,比例补偿值和微分补偿值都是由张力偏差通过一定的乘法计算得到的,因此,比例补偿值和微分补偿值趋于零。所以,在拉拔变频器进入恒速状态时,可以将积分补偿值作为频率补偿值。
在本实施例中,通过将比例积分微分算法拆成比例项、积分项和微分项的计算,计算得到频率补偿值,在拉拔变频器进入恒速状态时,可以将积分项计算得到的积分补偿值作为频率补偿值,简化计算过程,提高计算效率。
在一个实施例中,如图3所示,步骤206包括:
步骤302,当拉拔变频器进入恒速状态时,获取预设的调整周期;
步骤304,在预设的调整周期内,对频率补偿值进行采样,得到采样频率补偿值;
步骤306,根据频率调整系数、拉拔变频器的频率和采样频率补偿值,计算得到更新频率调整系数;
步骤308,根据更新频率调整系数对频率补偿值进行更新,得到更新频率补偿值;
步骤310,根据更新频率调整系数、更新频率补偿值和拉拔变频器的频率计算得到收卷变频器的调整频率。
其中,调整周期是收卷变频器的频率的调整周期,以预设的调整周期为单位,对收卷变频器的频率进行调整。
具体地,可编程逻辑控制器获取预设的调整周期,由于恒速状态下,拉拔变频器的频率基本保持不变,因此可以在预设的调整周期内,只对频率补偿值进行采样,得到采样频率补偿值。在拉拔变频器进入恒速状态时,可编程逻辑控制器可以建立以下关系式:
Knew×(F_Ca1L×K)=F_Ca1L×K+PID_I
其中,Knew为更新频率调整系数,F_Ca1L为拉拔变频器的频率,K为频率调整系数,PID_I为积分补偿值。在恒速状态下,可以将积分补偿值作为频率补偿值。
由上述关系式可以推导出:
Knew=(F_Ca1L×K+PID_I)/(F_Ca1L×K)
可知,在调整周期内可编程逻辑控制器可以通过将拉拔变频器的频率、频率调整系数以及采样得到的积分补偿值,计算得到更新频率调整系数。
在得到更新频率调整系数后,还需要根据更新频率调整系数对频率补偿值进行更新,可编程逻辑控制器可以通过以下关系式对频率补偿值进行更新:
PID_I_new=PID_I+(F_Ca1L×K-F_Ca1L×Knew)
其中,PID_I_new为更新积分补偿值,PID_I为积分补偿值,F_Ca1L为拉拔变频器的频率,K为频率调整系数,Knew为更新频率调整系数。在恒速状态下,可以将积分补偿值作为频率补偿值。
进一步地,在得到更新频率调整系数和更新频率补偿值之后,可以通过以下关系式计算得到收卷变频器的调整频率:
F_S=Knew×F_Ca1L+PID_I_new
可编程逻辑控制器输出收卷变频器的调整频率,对收卷电机的速度进行控制,并进入下一个调整周期,对收卷变频器的频率进一步调整。
本实施例中,通过在恒速状态下,在预设的调整周期内计算收卷变频器的调整频率,对收卷变频器的频率进行调整,能够实现每个调整周期内拉拔轴的线速度与收卷轴的线速度的一致性,避免拉伸断线。
在一个实施例中,预设的调整周期内,采集得到采样频率补偿值集合,如图4所示,步骤306包括:
步骤402,将采样频率补偿值集合中的各个采样频率补偿值逐一与频率调整系数、拉拔变频器的频率进行计算,得到更新频率调整系数集合;
步骤404,对更新频率调整系数集合进行均值滤波,得到更新频率调整系数。
具体地,为了提高更新频率调整系数的准确性,可编程逻辑控制器可以在预设的调整周期内采集多个采样频率补偿值,得到采样频率补偿值集合。可编程逻辑控制器通过步骤306描述的方法,将各个采样积分补偿值逐一与频率调整系数、拉拔变频器的频率进行计算,得到更新频率调整系数集合。
进一步地,可编程逻辑控制器对更新频率调整系数集合进行均值滤波,即对更新频率调整系数集合求平均值,计算得到更新频率调整系数。
在本实施例中,通过在预设的调整周期内对更新频率调整系数集合进行均值滤波,能够提高更新频率调整系数的准确性。
在一个实施例中,拉拔变频器进入恒速状态的判断步骤包括:检测得到收卷变频器的电压值的变化量;当变化量在预设时间内持续小于预设阈值时,确定拉拔变频器进入恒速状态。
具体地,可编程逻辑控制器可以持续检测收卷变频器的电压值,计算电压值的变化量,在预设时间内收卷变频器的电压值的变化量小于预设阈值时,说明预设时间内收卷变频器的电压值较为稳定。而收卷变频器的电压值和最大电压值的比值等于拉拔变频器的频率和最大频率的比值,收卷变频器的最大电压值和拉拔变频器的最大频率都是不会改变的,因此,可以通过收卷变频器的电压值稳定确定拉拔变频器的频率稳定,从而确定拉拔变频器进入恒速状态。
在本实施例中,通过预设时间内收卷变频器的电压值的变化量小于预设阈值确定拉拔变频器进入恒速状态,为可编程逻辑控制器在恒速状态下快速准确地计算得到收卷变频器的调整频率提供基础。
在一个实施例中,如图5所示,提供了另一种拉丝机收卷电机速度控制方法,以该方法应用于图1中的可编程逻辑控制器102为例进行说明,包括以下步骤:
步骤502,获取收卷变频器的电压参数和拉拔变频器的频率参数;
步骤504,根据电压值、收卷变频器的电压参数和拉拔变频器的频率参数计算得到拉拔变频器的频率;
步骤506,获取张力反馈值,计算张力反馈值与预设张力值间的张力偏差;
步骤508,获取比例系数,根据比例系数与张力偏差计算得到比例补偿值;
步骤510,获取积分时间系数,根据积分时间系数、比例系数与张力偏差计算得到积分补偿值;
步骤512,获取微分时间系数,根据微分时间系数、比例系数与张力偏差计算得到微分补偿值;
步骤514,将比例补偿值、积分补偿值与微分补偿值相加,得到频率补偿值。
步骤516,检测得到收卷变频器的电压值的变化量,当变化量在预设时间内持续小于预设阈值时,确定拉拔变频器进入恒速状态;
步骤518,当拉拔变频器进入恒速状态时,将积分补偿值作为频率补偿值,获取预设的调整周期;
步骤520,在预设的调整周期内,对积分补偿值进行采样,得到采样积分补偿值集合;
步骤522,将采样积分补偿值集合中的各个采样积分补偿值逐一与频率调整系数、拉拔变频器的频率进行计算,得到更新频率调整系数集合;
步骤524,对更新频率调整系数集合进行均值滤波,得到更新频率调整系数;
步骤526,根据更新频率调整系数对积分补偿值进行更新,得到更新积分补偿值;
步骤528,根据更新频率调整系数、更新积分补偿值和拉拔变频器的频率计算得到收卷变频器的调整频率;
步骤530,根据收卷变频器的调整频率对收卷电机的频率进行调整,以控制收卷电机的速度。
本实施例中,通过收卷变频器的电压值可以准确计算得到拉拔变频器的频率,并在恒速状态下消除比例项和微分项,对收卷变频器的调整频率进行计算,可以简化计算过程,提高调整效率,使得拉拔线速度与收卷线速度保持一致。
应该理解的是,虽然图2-5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图2-5中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段,这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中,如图6所示,提供了一种拉丝机收卷电机速度控制装置600,包括:拉拔变频器的频率计算模块601、频率补偿值计算模块602、收卷变频器的调整频率计算模块603和收卷电机的频率调整模块604,其中:
拉拔变频器的频率计算模块601,用于检测收卷变频器的电压值,根据电压值计算得到拉拔变频器的频率;
频率补偿值计算模块602,用于获取频率补偿参数,基于比例积分微分算法,根据频率补偿参数计算得到频率补偿值;
收卷变频器的调整频率计算模块603,用于获取频率调整系数,当拉拔变频器进入恒速状态时,根据频率调整系数、拉拔变频器的频率和频率补偿值计算得到收卷变频器的调整频率;
收卷电机的频率调整模块604,用于根据收卷变频器的调整频率对收卷电机的频率进行调整,以控制收卷电机的速度。
在一个实施例中,拉拔变频器的频率计算模块601还用于获取收卷变频器的电压参数和拉拔变频器的频率参数;根据电压值、收卷变频器的电压参数和拉拔变频器的频率参数计算得到拉拔变频器的频率。
在一个实施例中,频率补偿值计算模块602还用于获取张力反馈值,计算张力反馈值与预设张力值间的张力偏差;获取比例系数,根据比例系数与张力偏差计算得到比例补偿值;获取积分时间系数,根据积分时间系数、比例系数与张力偏差计算得到积分补偿值;获取微分时间系数,根据微分时间系数、比例系数与张力偏差计算得到微分补偿值;将比例补偿值、积分补偿值与微分补偿值相加,得到频率补偿值。
在一个实施例中,频率补偿值计算模块602还用于当拉拔变频器进入恒速状态时,将积分补偿值作为频率补偿值。
在一个实施例中,收卷变频器的调整频率计算模块603还用于当拉拔变频器进入恒速状态时,获取预设的调整周期;在预设的调整周期内,对频率补偿值进行采样,得到采样频率补偿值;根据频率调整系数、拉拔变频器的频率和采样频率补偿值,计算得到更新频率调整系数;根据更新频率调整系数对频率补偿值进行更新,得到更新频率补偿值;根据更新频率调整系数、更新频率补偿值和拉拔变频器的频率计算得到收卷变频器的调整频率。
在一个实施例中,收卷变频器的调整频率计算模块603还用于将采样频率补偿值集合中的各个采样频率补偿值逐一与频率调整系数、拉拔变频器的频率进行计算,得到更新频率调整系数集合;对更新频率调整系数集合进行均值滤波,得到更新频率调整系数。
在一个实施例中,拉丝机收卷电机速度控制装置600还包括拉拔变频器恒速判断模块605,用于检测得到收卷变频器的电压值的变化量;当变化量在预设时间内持续小于预设阈值时,确定拉拔变频器进入恒速状态。
关于拉丝机收卷电机速度控制装置的具体限定可以参见上文中对于拉丝机收卷电机速度控制方法的限定,在此不再赘述。上述拉丝机收卷电机速度控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以是终端,其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信,无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种拉丝机收卷电机速度控制方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏,该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层,也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板,还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解,图7中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现以下步骤:检测收卷变频器的电压值,根据电压值计算得到拉拔变频器的频率;获取频率补偿参数,基于比例积分微分算法,根据频率补偿参数计算得到频率补偿值;获取频率调整系数,当拉拔变频器进入恒速状态时,根据频率调整系数、拉拔变频器的频率和频率补偿值计算得到收卷变频器的调整频率;根据收卷变频器的调整频率对收卷电机的频率进行调整,以控制收卷电机的速度。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:获取收卷变频器的电压参数和拉拔变频器的频率参数;根据电压值、收卷变频器的电压参数和拉拔变频器的频率参数计算得到拉拔变频器的频率。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:获取张力反馈值,计算张力反馈值与预设张力值间的张力偏差;获取比例系数,根据比例系数与张力偏差计算得到比例补偿值;获取积分时间系数,根据积分时间系数、比例系数与张力偏差计算得到积分补偿值;获取微分时间系数,根据微分时间系数、比例系数与张力偏差计算得到微分补偿值;将比例补偿值、积分补偿值与微分补偿值相加,得到频率补偿值。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:当拉拔变频器进入恒速状态时,将积分补偿值作为频率补偿值。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:当拉拔变频器进入恒速状态时,获取预设的调整周期;在预设的调整周期内,对频率补偿值进行采样,得到采样频率补偿值;根据频率调整系数、拉拔变频器的频率和采样频率补偿值,计算得到更新频率调整系数;根据更新频率调整系数对频率补偿值进行更新,得到更新频率补偿值;根据更新频率调整系数、更新频率补偿值和拉拔变频器的频率计算得到收卷变频器的调整频率。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:将采样频率补偿值集合中的各个采样频率补偿值逐一与频率调整系数、拉拔变频器的频率进行计算,得到更新频率调整系数集合;对更新频率调整系数集合进行均值滤波,得到更新频率调整系数。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:检测得到收卷变频器的电压值的变化量;当变化量在预设时间内持续小于预设阈值时,确定拉拔变频器进入恒速状态。
在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:检测收卷变频器的电压值,根据电压值计算得到拉拔变频器的频率;获取频率补偿参数,基于比例积分微分算法,根据频率补偿参数计算得到频率补偿值;获取频率调整系数,当拉拔变频器进入恒速状态时,根据频率调整系数、拉拔变频器的频率和频率补偿值计算得到收卷变频器的调整频率;根据收卷变频器的调整频率对收卷电机的频率进行调整,以控制收卷电机的速度。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:获取收卷变频器的电压参数和拉拔变频器的频率参数;根据电压值、收卷变频器的电压参数和拉拔变频器的频率参数计算得到拉拔变频器的频率。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:获取张力反馈值,计算张力反馈值与预设张力值间的张力偏差;获取比例系数,根据比例系数与张力偏差计算得到比例补偿值;获取积分时间系数,根据积分时间系数、比例系数与张力偏差计算得到积分补偿值;获取微分时间系数,根据微分时间系数、比例系数与张力偏差计算得到微分补偿值;将比例补偿值、积分补偿值与微分补偿值相加,得到频率补偿值。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:当拉拔变频器进入恒速状态时,将积分补偿值作为频率补偿值。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:当拉拔变频器进入恒速状态时,获取预设的调整周期;在预设的调整周期内,对频率补偿值进行采样,得到采样频率补偿值;根据频率调整系数、拉拔变频器的频率和采样频率补偿值,计算得到更新频率调整系数;根据更新频率调整系数对频率补偿值进行更新,得到更新频率补偿值;根据更新频率调整系数、更新频率补偿值和拉拔变频器的频率计算得到收卷变频器的调整频率。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:将采样频率补偿值集合中的各个采样频率补偿值逐一与频率调整系数、拉拔变频器的频率进行计算,得到更新频率调整系数集合;对更新频率调整系数集合进行均值滤波,得到更新频率调整系数。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:检测得到收卷变频器的电压值的变化量;当变化量在预设时间内持续小于预设阈值时,确定拉拔变频器进入恒速状态。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM可以是多种形式,比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory,SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory,DRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种拉丝机收卷电机速度控制方法,其特征在于,所述方法包括:
检测收卷变频器的电压值,根据所述电压值计算得到拉拔变频器的频率;
获取频率补偿参数,基于比例积分微分算法,根据所述频率补偿参数计算得到频率补偿值,所述频率补偿参数包括设定值、反馈值,所述设定值是预设张力值,所述反馈值是张力反馈值;
获取频率调整系数,当所述拉拔变频器进入恒速状态时,根据所述频率调整系数、所述拉拔变频器的频率和所述频率补偿值计算得到所述收卷变频器的调整频率;
根据所述收卷变频器的调整频率对收卷电机的频率进行调整,以控制所述收卷电机的速度。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述电压值计算得到拉拔变频器的频率包括:
获取所述收卷变频器的电压参数和所述拉拔变频器的频率参数;
根据所述电压值、所述收卷变频器的电压参数和所述拉拔变频器的频率参数计算得到所述拉拔变频器的频率。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取频率补偿参数,基于比例积分微分算法,根据所述频率补偿参数计算得到频率补偿值包括:
获取张力反馈值,计算所述张力反馈值与预设张力值间的张力偏差;
获取比例系数,根据所述比例系数与所述张力偏差计算得到比例补偿值;
获取积分时间系数,根据所述积分时间系数、所述比例系数与所述张力偏差计算得到积分补偿值;
获取微分时间系数,根据所述微分时间系数、所述比例系数与所述张力偏差计算得到微分补偿值;
将所述比例补偿值、所述积分补偿值与所述微分补偿值相加,得到所述频率补偿值。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,当所述拉拔变频器进入恒速状态时,将所述积分补偿值作为所述频率补偿值。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取频率调整系数,当所述拉拔变频器进入恒速状态时,根据所述频率调整系数、所述拉拔变频器的频率和所述频率补偿值计算得到所述收卷变频器的调整频率包括:
当所述拉拔变频器进入恒速状态时,获取预设的调整周期;
在所述预设的调整周期内,对所述频率补偿值进行采样,得到采样频率补偿值;
根据所述频率调整系数、所述拉拔变频器的频率和所述采样频率补偿值,计算得到更新频率调整系数;
根据所述更新频率调整系数对所述频率补偿值进行更新,得到更新频率补偿值;
根据所述更新频率调整系数、所述更新频率补偿值和所述拉拔变频器的频率计算得到所述收卷变频器的调整频率。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述预设的调整周期内,采集得到采样频率补偿值集合,所述根据所述频率调整系数、所述拉拔变频器的频率和所述采样频率补偿值,计算得到更新频率调整系数包括:
将所述采样频率补偿值集合中的各个采样频率补偿值逐一与所述频率调整系数、所述拉拔变频器的频率进行计算,得到更新频率调整系数集合;
对所述更新频率调整系数集合进行均值滤波,得到所述更新频率调整系数。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的方法,其特征在于,所述拉拔变频器进入恒速状态的判断步骤包括:
检测得到所述收卷变频器的电压值的变化量;
当所述变化量在预设时间内持续小于预设阈值时,确定所述拉拔变频器进入恒速状态。
8.一种拉丝机收卷电机速度控制装置,其特征在于,所述装置包括:
拉拔变频器的频率计算模块,用于检测收卷变频器的电压值,根据所述电压值计算得到拉拔变频器的频率;
频率补偿值计算模块,用于获取频率补偿参数,基于比例积分微分算法,根据所述频率补偿参数计算得到频率补偿值,所述频率补偿参数包括设定值、反馈值,所述设定值是预设张力值,所述反馈值是张力反馈值;
收卷变频器的调整频率计算模块,用于获取频率调整系数,当所述拉拔变频器进入恒速状态时,根据所述频率调整系数、所述拉拔变频器的频率和所述频率补偿值计算得到所述收卷变频器的调整频率;
收卷电机的频率调整模块,用于根据所述收卷变频器的调整频率对收卷电机的频率进行调整,以控制所述收卷电机的速度。
9.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
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