CN112362212A - 受电弓静态拉力检测仪和受电弓静态拉力检测控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及受电弓检测技术领域，具体是受电弓静态拉力检测仪和受电弓静态拉力检测控制方法。本实例中的包括检测绳、所述检测绳依次穿过测速轮、张力轮、导向轮和绕线装置的绕线轮，所述测速轮、张力轮、导向轮和绕线装置的绕线轮设置在支架上形成一个导轮支座组件，其特征在于，所述绕线轮包括绕线轴和设置在所述绕线轴两端的第一挡线盘、第二挡线盘，所述第一挡线盘和第二挡线盘之间形成为所述绕线轮的绕线槽，所述绕线轮转动收线时，检测绳交错地盘入所述绕线槽。本实例解决了现有技术中的受电弓静态拉力检测仪因绕线装置的绕线轮过大致使受电弓静态拉力检测仪的体积过大不易携带的技术问题。

Description

受电弓静态拉力检测仪和受电弓静态拉力检测控制方法

技术领域

本发明涉及受电弓检测技术领域，具体是受电弓静态拉力检测仪和受电弓静态拉力检测控制方法。

背景技术

受电弓是安装在机车或动车车顶，从接触网获得电能的电气设备。弓网接触力是指受电弓滑板与接触网接触线之间的动态接触压力，接触力是描述在机车高速运行条件下，受电弓与接触线之间的接触程度与状态，它是评价受流质量的重要内容。在日常检修中，对受电弓的接触压力进行检测和评价，对高速列车运行安全和受电弓关键零部件的设计都具有重要意义。

现有的受电弓静态拉力检测仪普遍存在因绕线轮的挡线盘直径过大而导致检测人员携带不方便的问题。因此，有必要提出一种设置有小型化绕线装置的受电弓静态拉力检测仪来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的受电弓静态拉力检测仪因绕线装置的绕线轮过大致使受电弓静态拉力检测仪的体积过大不易携带的技术问题，本发明提供了受电弓静态拉力检测仪，解决了上述技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供的受电弓静态拉力检测仪，包括检测绳，所述检测绳依次穿过测速轮、张力轮、导向轮和绕线装置的绕线轮，所述测速轮、张力轮、导向轮和绕线装置的绕线轮设置在支架上形成一个导轮支座组件，所述绕线轮包括绕线轴和设置在所述绕线轴两端的第一挡线盘、第二挡线盘，所述第一挡线盘和第二挡线盘之间形成为所述绕线轮的绕线槽，所述绕线轮转动收线时，检测绳交错地盘入所述绕线槽。

进一步地，所述第一挡线盘上开设有限位孔，所述限位孔紧靠所述绕线轴，所述检测绳的第一端通过所述限位孔穿入所述绕线槽，且所述检测绳的第二端被限位固定在所述限位孔处。

进一步地，所述检测绳的第二端通过固定件限位固定在所述限位孔处，所述固定件与所述检测绳的第二端固定连接，且所述固定件无法穿过所述限位孔。

进一步地，所述第二挡线盘上开设有穿线槽，且所述第二挡线盘与所述限位孔的位置相对处形成在所述穿线槽上。

进一步地，所述穿线槽沿着所述绕线轴的径向延伸。

进一步地，所述绕线轮上还开设有用于连接电机输出轴的销口，连接后的所述导轮支座组件中的测速轮、张力轮、导向轮和绕线装置的绕线轮在同一平面内,所述测速轮上连接有磁编码器，所述张力轮上连接有张力传感器。

进一步地，所述绕线槽(64)槽宽w＜2(d_s-Δd_s)，其中，d_s为检测绳(1)直径，Δd_s＝d_sε_MAX，其中ε_MAX＝0.16，即检测绳(1)最大形变量。

进一步地，所述绕线槽上的检测绳的绕线长度l≥l_min＝2000mm，所述绕线槽上的检测绳的绕线长度

其中，每圈检测绳的高度差

d_s为检测绳直径，w为绕线轮槽宽，绕线圈数

r_w为绕线轮外圈半径，r₀为绕线轮内圈半径，第n圈检测绳在绕线轮上的绕线半径

本发明的另一方面还提供了受电弓静态拉力检测控制方法，包括：

建立绕线轮动态模型；

设计滑模控制律；

形成滑模控制模型，根据所述滑模控制模型控制绕线速度。

进一步地，建立绕线轮动态模型包括绕线轮动态模型

J为绕线轮转动惯量，v为检测绳绕线速度，

为检测绳绕线加速度，r为绕线半径，u为控制量即电机转矩，F为受电弓拉力，T_f为摩擦阻力矩；

其中，r随绕线长度l变化，具体为：每圈检测绳的高度差为

d_s为检测绳直径，w为绕线轮槽宽；

考虑检测绳形变的影响，实际每圈绕线半径变化量Δr＝ηh，其中η为形变修正系数，0.86＜η＜1；

可得第n圈检测绳在绕线轮上的绕线半径为

对应的绕线长度为

其中r₀为绕线轮内圈半径；

绕线半径r随绕线长度变化过程为分段函数r(l)。

进一步地，设计滑模控制律包括：

控制变量速度误差e＝v_e-v，v_e为额定绕线速度，v为检测绳绕线速度；

为控制绕线速度等于额定绕线速度，即e＝0，设计滑模面为s＝ke＝k(v_e-v)＝0，k为常数，

对其求导可得

设计PID趋近律为：

k_p为比例环节参数，k_d为微分环节参数；

将系统模型

带入趋近律可得滑模控制律为：

其中：F通过张力传感器测得，r通过磁编码器测得绕线长度l，进而通过r(l)求得；

为使运动轨迹快速达到切换面s＝0，加入调整力矩T_d＝λsgn(s)则控制律为

同时，为减少系统抖动，加入积分项，则最终控制律为：

其中k_i为积分环节参数，积分饱和函数

通过调整参数k、k_p、k_i、k_d、λ可使滑模控制达到绕线匀速控制。

基于上述结构，本发明所能实现的技术效果为：

1.本发明的受电弓静态拉力检测仪的绕线装置通过调整绕线槽槽宽与检测绳直径的配合关系以使检测绳交错地盘入所述绕线槽，减小了挡线盘的最大直径，从而解决现有技术中的受电弓静态拉力检测仪因绕线装置的绕线轮过大致使受电弓静态拉力检测仪的体积过大不易携带的技术问题。

2.本发明的受电弓静态拉力检测仪的绕线装置，设置有紧靠绕线轴的限位孔，可将检测绳的一端限位固定在第一挡线盘上以使初始状态检测绳紧靠在第一挡线盘上，即可以将检测绳的第一圈偏在绕线槽的一侧盘绕以为实现之后的交错盘绕做好准备。

3.本发明的受电弓静态拉力检测仪的绕线装置，设置有穿线槽，将检测绳的第二端从穿线槽穿入绕线槽而后从限位孔穿出并固定在限位孔处，接着再将检测绳靠近穿线槽处的部分叠起并拉入绕线槽，直至将检测绳的第一端也拉入绕线槽，以此提供了一种较为便捷的检测绳穿入绕线槽的方式。

4.本发明的受电弓静态拉力检测控制方法配合上述的受电弓静态拉力检测仪使用，可克服绕线圈数增加或减少时，线圈半径随之增大或减小影响检测精度的问题。

附图说明

图1是本发明的受电弓静态拉力检测仪的绕线轮的整体结构示意图；

图2是本发明的受电弓静态拉力检测仪的绕线轮的另一视角的示意图；

图3是图2中A-A线的剖面图；

图4是本发明的检测绳的第二端从穿线槽穿入绕线槽而后从限位孔穿出时的示意图；

图5是拉紧检测绳的第一端时，检测绳紧靠在第一挡线盘上的状态示意图；

图6是本发明的检测绳盘绕在绕线槽内的状态图；

图7是本发明的受电弓静态拉力检测仪的导轮支架组件的示意图；

图8是本发明的受电弓静态拉力检测仪的支架的示意图；

图9是本发明的受电弓静态拉力检测仪的导轮支架组件的绕线轮与导向轮的位置关系图；

图10是本发明的受电弓静态拉力检测仪的绕线槽槽宽的推导示意图；

图11是本发明的受电弓静态拉力检测控制方法的构思图；

图12是本发明的检测绳绕线半径随绕线长度变化过程的分段函数r(l)的函数图。

其中：1-检测绳；2-测速轮；3-张力轮；4-导向轮；5-支架；6-绕线轮，61-绕线轴，62-第一挡线盘，621-限位孔，63-第二挡线盘，631-穿线槽，64-绕线槽，65-销口；7-固定件；8-电机输出轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

受电弓静态拉力检测仪由于体积大而不方便携带，故一直被业内检测人员所诟病，而影响受电弓静态拉力检测仪体积的一大因素便是绕线轮6中的挡线盘的最大直径。因此，有必要在此方向上进行研究以减小挡线盘的直径。

图1-7示出了本发明的受电弓静态拉力检测仪，包括检测绳1，检测绳1依次穿过测速轮2、张力轮3、导向轮4和绕线装置的绕线轮6，测速轮2、张力轮3、导向轮4和绕线装置的绕线轮6设置在支架5上形成一个导轮支座组件，绕线轮6包括绕线轴61，绕线轴61的两端设置有第一挡线盘62和第二挡线盘63，第一挡线盘62和第二挡线盘63之间形成为绕线轮6的绕线槽64，绕线轮6转动收线时，检测绳1交错地盘入绕线槽64。

如图6所示，本发明的受电弓静态拉力检测仪的绕线装置可将检测绳1可以交错地盘绕到绕线槽64内，即第一圈检测绳1紧靠在第一挡线盘62上，第二圈检测绳1紧靠在第二挡线盘63上，第三圈检测绳1紧靠在第一挡线盘62上，如此往复交错盘绕在绕线槽64内，减小了盘绕后检测绳1两两之间在绕线槽64内所占用的径向长度，使得相同长度的检测绳1完成盘绕所需匹配的挡线盘的最大直径减小。

如图4-6所示，为了使初始状态下检测绳1能够抵靠在绕线槽64的一侧，第一挡线盘62上开设有位置紧靠绕线轴61的限位孔621，检测绳1的第一端通过限位孔621穿入绕线槽64，且检测绳1的第二端被限位固定在限位孔621处。盘绕检测绳1时，拉紧检测绳1的第一端，初始的检测绳1便会紧靠在第一挡线盘62上，如此盘绕后的第一圈检测绳1便会紧靠在第一挡线盘62上，继续盘绕第二圈检测绳1时，第二圈检测绳1便会嵌入第二挡线盘63与已盘绕好的第一圈检测绳1之间的缝隙处并紧靠在第二绕线盘上，第三圈检测绳1则紧靠在第一挡线盘62上，如此往复完成所有的交错盘绕。

如图5所示，根据本申请的一个具体实施例，检测绳1的第二端通过固定件7限位固定在限位孔621处，固定件7与检测绳1的第二端固定连接，且固定件7无法穿过限位孔621。在本实施例中，固定件7被优选为铝套，铝套与检测绳1的第二端钳接固定。

为了使检测绳1更便捷地穿入绕线槽64，第二挡线盘63上开设有穿线槽631，且第二挡线盘63与限位孔621的位置相对处形成在穿线槽631上。穿检测绳1时，先将检测绳1的第二端从穿线槽631穿入绕线槽64，而后从限位孔621穿出并固定在限位孔621处，接着再将检测绳1靠近穿线槽631处的部分叠起并拉入绕线槽64，直至将检测绳1的第一端也拉入绕线槽64，以此提供了一种较为便捷的检测绳1穿入绕线槽64的方式。

进一步地，穿线槽631沿着绕线轴61的径向延伸以使穿线更为便捷。

根据本申请的一个具体实施例，绕线轮6上还开设有用于连接电机输出轴8的销口65以实现绕线轮6的转动。

需要注意的是，电机输出轴8的轴向长度的取值应保证电机输出轴8与销口65连接后的导轮支座组件中的测速轮2、张力轮3、导向轮4和绕线装置的绕线轮6在同一平面内以确保测得数据的准确性。

本实施例的受电弓静态拉力检测仪使用时需采用左右交替绕线法，下一圈检测绳1会在拉力作用下自动滑到上一圈检测绳1的另一侧，以此达到左右交替绕线的效果，此绕线方式可使绕线过程平稳且满足绕线长度需求。但是，如果绕线槽64过宽，相邻两圈检测绳1会在拉力作用下形变以致达到并排的状态，则下一圈检测绳1的位置无法固定，以致绕线过程中会因拉力的作用使检测绳1突然错位导致测量不准。因此，如图10所示，本实施例的绕线槽64槽宽w＜2(d_s-Δd_s)，其中，d_s为检测绳1直径，Δd_s＝d_sε_MAX，即检测绳1最大形变量。众所周知，检测绳1径向弹性模量E约为700MPa，则经计算，检测绳1在最大拉力工况180N的作用下内所产生的径向应变最大值ε_MAX＝0.16,以1.5mm检测绳1为例，其最大形变量Δd＝dε_MAX＝0.24mm，则绕线轮6边界条件为w＜2(d-Δd)＝2.52mm。

为了更好地取得检测绳1的长度，径验证计算，本实施例中的绕线槽64上的检测绳1的绕线长度为

其中，每圈检测绳1的高度差为

其中d_s为检测绳1直径，w为绕线轮6槽宽，则绕线圈数为

其中r_w为绕线轮6外圈半径，r₀为绕线轮6内圈半径，第n圈检测绳1在绕线轮6上的绕线半径为

同时，应满足l≥l_min＝2000mm。还是以1.5mm检测绳1为例，已知绕线轮6边界条件为w＜2(d-Δd)＝2.52mm，取小数点后一位，则w＝2.5mm，绕线轮6规格为r_w＝30mm，r₀＝6mm时，校核其检测绳1绕线长度为2364.6mm，满足要求。

通过上述实施例可以看出，本发明还提供了受电弓静态拉力检测控制方法，在受电弓升弓气囊充气，受电弓升弓状态下，在受电弓的顶端挂上检测绳1，如图7所示，检测绳1依次穿过测速轮2、张力轮3、导向轮4和绕线装置的绕线轮6，测速轮2、张力轮3、导向轮4和绕线装置的绕线轮6设置在支架5上形成一个导轮支座组件，其中张力轮3与张力传感器连接，张力传感器测出受电弓升降的压力，同时，测速轮2与磁编码器连接，绕线轮6在电机驱动下旋转，实现检测绳1的收线和放线，带动检测绳1拉住受电弓做匀速上升和下降动作，动作过程中磁编码器读取绕线轮6收放线长度，以此获得受电弓拉力值和位移，计算拉力差，实现受电弓特性的检验。

由于绕线轮6由电机驱动，当绕线圈数增加时，线圈半径增大，如果电机采用固定转速，则不能使绕线速度稳定，因此，针对模型时变的特点，如图11所示，本发明提供的方法采用滑模PID控制方式，由磁编码器检测绕线速度，输入PID控制器，调整电机转矩，以实现绕线速度稳定。

首先建立绕线轮(6)动态模型，包括绕线轮6动态模型

J为绕线轮6转动惯量，v为检测绳1绕线速度，

为检测绳1绕线加速度，r为绕线半径，u为控制量即电机转矩，F为受电弓拉力，T_f为摩擦阻力矩；

其中，r随绕线长度l变化，具体为：每圈检测绳1的高度差为

d_s为检测绳1直径，w为绕线轮6槽宽；

考虑检测绳1形变的影响，实际每圈绕线半径变化量Δr＝ηh，其中η为形变修正系数，0.86＜η＜1；

可得第n圈检测绳1在绕线轮6上的绕线半径为

对应的绕线长度为

其中r₀为绕线轮6内圈半径；

绕线半径r随绕线长度变化过程为分段函数r(l)，如图12所示，检测绳1绕线半径随绕线长度变化过程为分段函数r(l)。

下面设计滑模控制律：

由参考文献段婷婷、王春燕和赵万忠等的电动轮汽车驱动系统的滑模-PID控制[J]，江苏大学学报(自然科学版),2015,36(003):260-264可知：

控制变量为速度误差e＝v_e-v，v_e为额定绕线速度，v为检测绳绕线速度；

为控制绕线速度等于额定绕线速度，即e＝0，设计滑模面为s＝ke＝k(v_e-v)＝0，k为常数。

对其求导可得

设计PID趋近律为：

其中k_p为比例环节参数，k_d为微分环节参数。

将系统模型

带入趋近律可得滑模控制律为：

其中F通过张力传感器测得，r通过磁编码器测得绕线长度l，进而通过r(l)求得。

为使运动轨迹快速达到切换面s＝0，加入调整力矩T_d＝λsgn(s)则控制律为

同时，为减少系统抖动，加入积分项，则最终控制律为：

其中k_i为积分环节参数，积分饱和函数

通过调整参数k、k_p、k_i、k_d、λ可使滑模控制达到绕线匀速控制，由此，所得到的滑模控制响应速度快，抗干扰能力强，具有很好的鲁棒性。

应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (11)

1.受电弓静态拉力检测仪，包括检测绳(1)，所述检测绳(1)依次穿过测速轮(2)、张力轮(3)、导向轮(4)和绕线装置的绕线轮(6)，所述测速轮(2)、张力轮(3)、导向轮(4)和绕线装置的绕线轮(6)设置在支架(5)上形成一个导轮支座组件，其特征在于，所述绕线轮(6)包括绕线轴(61)和设置在所述绕线轴(61)两端的第一挡线盘(62)、第二挡线盘(63)，所述第一挡线盘(62)和第二挡线盘(63)之间形成为所述绕线轮(6)的绕线槽(64)，所述绕线轮(6)转动收线时，所述检测绳(1)交错地盘入所述绕线槽(64)。

2.根据权利要求1所述的受电弓静态拉力检测仪，其特征在于，所述第一挡线盘(62)上开设有限位孔(621)，所述限位孔(621)紧靠所述绕线轴(61)，所述检测绳(1)的第一端通过所述限位孔(621)穿入所述绕线槽(64)，且所述检测绳(1)的第二端被限位固定在所述限位孔(621)处。

3.根据权利要求2所述的受电弓静态拉力检测仪，其特征在于，所述检测绳(1)的第二端通过固定件(7)限位固定在所述限位孔(621)处，所述固定件(7)与所述检测绳(1)的第二端固定连接，且所述固定件(7)无法穿过所述限位孔(621)。

4.根据权利要求3所述的受电弓静态拉力检测仪，其特征在于，所述第二挡线盘(63)上开设有穿线槽(631)，且所述第二挡线盘(63)与所述限位孔(621)的位置相对处形成在所述穿线槽(631)上。

5.根据权利要求4所述的受电弓静态拉力检测仪，其特征在于，所述穿线槽(631)沿着所述绕线轴(61)的径向延伸。

6.根据权利要求1所述的受电弓静态拉力检测仪，其特征在于，所述绕线轮(6)上还开设有用于连接电机输出轴(8)的销口(65)，连接后的所述导轮支座组件中的测速轮(2)、张力轮(3)、导向轮(4)和绕线装置的绕线轮(6)在同一平面内,所述测速轮(2)上连接有磁编码器，所述张力轮(3)上连接有张力传感器。

7.根据权利要求6所述的受电弓静态拉力检测仪，其特征在于，所述绕线槽(64)槽宽w＜2(d_s-Δd_s)，d_s为检测绳(1)直径，Δd_s＝d_sε_MAX，其中ε_MAX＝0.16，即检测绳(1)最大形变量。

8.根据权利要求7所述的受电弓静态拉力检测仪，其特征在于，所述绕线槽(64)上的检测绳(1)的绕线长度l≥l_min＝2000mm，所述绕线槽(64)上的检测绳(1)的绕线长度

其中，每圈检测绳(1)的高度差

d_s为检测绳(1)直径，w为绕线轮(6)槽宽，绕线圈数

r_w为绕线轮(6)外圈半径，r₀为绕线轮(6)内圈半径，第n圈检测绳(1)在绕线轮(6)上的绕线半径

9.受电弓静态拉力检测控制方法，其特征在于，包括：

建立绕线轮(6)动态模型；

设计滑模控制律；

形成滑模控制模型，根据所述滑模控制模型控制绕线速度。

10.根据权利要求9所述的受电弓静态拉力检测控制方法，其特征在于，建立绕线轮(6)动态模型包括绕线轮(6)动态模型

J为绕线轮(6)转动惯量，v为检测绳(1)绕线速度，

为检测绳(1)绕线加速度，r为绕线半径，u为控制量即电机转矩，F为受电弓拉力，T_f为摩擦阻力矩；

其中，r随绕线长度l变化，具体为：每圈检测绳(1)的高度差为

d_s为检测绳(1)直径，w为绕线轮(6)槽宽；

考虑检测绳(1)形变的影响，实际每圈绕线半径变化量Δr＝ηh，其中η为形变修正系数，0.86＜η＜1；

可得第n圈检测绳(1)在绕线轮(6)上的绕线半径为

对应的绕线长度为

其中r₀为绕线轮(6)内圈半径；

绕线半径r随绕线长度变化过程为分段函数r(l)。

11.根据权利要求10所述的受电弓静态拉力检测控制方法，其特征在于，设计滑模控制律包括：

控制变量速度误差e＝v_e-v，v_e为额定绕线速度；

为控制绕线速度等于额定绕线速度，即e＝0，设计滑模面为s＝ke＝k(v_e-v)＝0，k为常数，

对其求导可得

设计PID趋近律为：

k_p为比例环节参数，k_d为微分环节参数；

将系统模型

带入趋近律可得滑模控制律为：

其中：F通过张力传感器测得，r通过磁编码器测得绕线长度l，进而通过r(l)求得；

为使运动轨迹快速达到切换面s＝0，加入调整力矩T_d＝λsgn(s)则控制律为

同时，为减少系统抖动，加入积分项，则最终控制律为：

其中k_i为积分环节参数，积分饱和函数

通过调整参数k、k_p、k_i、k_d、λ可使滑模控制达到绕线匀速控制。

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