CN116553256B - 滑差轴张力控制方法、装置、控制器及存储介质 - Google Patents
滑差轴张力控制方法、装置、控制器及存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116553256B CN116553256B CN202310561620.1A CN202310561620A CN116553256B CN 116553256 B CN116553256 B CN 116553256B CN 202310561620 A CN202310561620 A CN 202310561620A CN 116553256 B CN116553256 B CN 116553256B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- value
- control
- learning value
- slip shaft
- preset
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 85
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 44
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 32
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 24
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 23
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 20
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
- B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
- B65H23/26—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by transverse stationary or adjustable bars or rollers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H75/00—Storing webs, tapes, or filamentary material, e.g. on reels
- B65H75/02—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks
- B65H75/18—Constructional details
- B65H75/24—Constructional details adjustable in configuration, e.g. expansible
- B65H75/241—Constructional details adjustable in configuration, e.g. expansible axially adjustable reels or bobbins
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H2701/00—Handled material; Storage means
- B65H2701/10—Handled articles or webs
- B65H2701/19—Specific article or web
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
本发明提供了一种滑差轴张力控制方法、装置、控制器及存储介质，该方法应用于一种PID控制系统，执行机构为滑差轴的调节阀，被控对象为滑差轴的张力值，包括：获取本次控制所对应的初始学习值；根据PID控制器的输出值、本次控制所对应的目标学习值和根据工艺预设定的标准张力值，确定本次控制中调节阀的设定值，其中，若PID控制器的输出值的绝对值小于等于预设阈值，则本次控制所对应的目标学习值等于本次控制所对应的初始学习值，若PID控制器的输出值的绝对值大于预设阈值，则本次控制所对应的目标学习值是对本次控制所对应的初始学习值进行补偿得到的，目标学习值与调节阀的设定值成正比例关系。本发明能够提高滑差轴张力控制实效性和控制精度。
Description
技术领域
本发明涉及收卷机构的张力控制技术领域，尤其涉及一种滑差轴张力控制方法、装置、控制器及存储介质。
背景技术
辊压分切一体机设备收卷采用滑差轴，滑差轴即滑差式气涨轴，用来调整对材料的张力，是锂电辊压分切一体机上重要的机构。
相关技术中，随着新能源汽车行业规则不断优化改革，锂电池电极极片各项异常控制标准加严。目前滑差轴机构的张力控制，通过张力检测机构反馈实际张力至PLC，PLC内部经过对工艺设定张力与实际张力进行PID计算，控制滑差轴电气比例阀的进气气压。
然而，在一些情况下，通过现有的控制方法会导致PID调节不及时，造成张力控制延迟，波动大，如果收卷滑差轴的收卷张力稍重或稍轻，都会导致电池极片的裙边异常，从而造成极片大量的报废。
因此，如何提高滑差轴张力控制精度，是现有技术需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种滑差轴张力控制方法、装置、控制器及存储介质，能够解决基于传统PID对滑差轴张力控制实效性差的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种滑差轴张力控制方法，该方法应用于一种比例积分微分PID控制系统，所述PID控制系统包括PID控制器、执行机构和被控对象，所述执行机构为所述滑差轴的调节阀，所述被控对象为所述滑差轴的张力值，该方法包括：
获取本次控制所对应的初始学习值；
根据所述PID控制器的输出值、本次控制所对应的目标学习值和根据工艺预设定的标准张力值，确定本次控制中所述调节阀的设定值，其中，若所述PID控制器的输出值的绝对值小于等于预设阈值，则所述本次控制所对应的目标学习值等于本次控制所对应的初始学习值，若所述PID控制器的输出值的绝对值大于预设阈值，则本次控制所对应的目标学习值是对本次控制所对应的初始学习值进行补偿得到的，所述目标学习值与所述调节阀的设定值成正比例关系。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述PID控制器的输出值、本次控制所对应的目标学习值和根据工艺预设定的标准张力值，确定本次控制中所述调节阀的设定值包括：
根据第一预设公式计算本次控制中所述调节阀的设定值，所述第一预设公式为
其中，用于表示所述调节阀的设定值，/>用于表示所述目标学习值，/>用于表示根据工艺预设定的标准张力值，/>用于表示所述PID控制器的输出值。
在一种可能的实现方式中，若所述PID控制器的输出值的绝对值大于预设阈值，则本次控制所对应的目标学习值的确定方法包括：
若所述PID控制器的输出值大于0，则根据第二预设公式计算所述目标学习值，所述第二预设公式为
其中，用于表示本次控制所对应的目标学习值，/>用于表示本次控制所对应的初始学习值，/>用于表示预设调整值。
在一种可能的实现方式中，若所述PID控制器的输出值的绝对值大于预设阈值，则本次控制所对应的目标学习值的确定方法包括：
若所述PID控制器的输出值小于0，则根据第三预设公式计算所述目标学习值，所述第三预设公式为
其中，用于表示本次控制所对应的目标学习值，/>用于表示本次控制所对应的初始学习值，/>用于表示预设调整值。
在一种可能的实现方式中，所述滑差轴为设备的收卷机构，所述获取本次控制所对应的初始学习值包括：
在所述设备启动之前，根据所述滑差轴的卷径判断放置在所述滑差轴上的料筒是否为新料筒；
若判断结果为新料筒，则所述设备启动之后的初始学习值为预设学习值；
若判断结果为所述设备上次停止运行时的旧料筒，则所述设备启动之后的初始学习值为所述设备上次停止运行前最后一次控制所对应的目标学习值。
在一种可能的实现方式中，所述滑差轴为设备的收卷机构，还方法还包括：
在所述设备启动之前，在所述滑差轴上放置新料筒，将所述初始学习值设置为预设学习值；
在所述设备启动之后，对于每一次控制，获取本次控制所对应的时段，本次控制所对应的时段包括本次控制得到控制器输出值的时刻至下一次控制得到控制器输出值的时刻；
记录本次控制所对应的时段内所述滑差轴的卷径范围，以及本次控制所对应的目标学习值；
设备运行直至所述滑差轴的卷径到达预设的最大卷径；
根据每一次控制中的目标值和卷径范围建立学习值索引表，在所述学习值索引表中，包括目标学习值和卷径值的唯一映射关系；
所述滑差轴为设备的收卷机构，所述获取本次控制所对应的初始学习值包括：
在所述设备启动之前，根据所述滑差轴的卷径和所述学习值索引表，确定该卷径对应的目标学习值；
将该卷径对应的目标学习值设置为所述设备启动之后的初始学习值。
在一种可能的实现方式中，所述滑差轴为设备的收卷机构，所述获取本次控制所对应的初始学习值还包括：
若本次控制不是所述设备启动后的第一次控制，则本次控制所对应的初始学习值为上一次控制的目标学习值。
第二方面，本发明实施例提供了一种滑差轴张力控制装置，该装置应用于一种比例积分微分PID控制系统，所述PID控制系统包括PID控制器、执行机构和被控对象，所述执行机构为所述滑差轴的调节阀，所述被控对象为所述滑差轴的张力值，包括：获取模块和确定模块；
所述获取模块，用于获取本次控制所对应的初始学习值；
所述确定模块，用于根据所述PID控制器的输出值、本次控制所对应的目标学习值和根据工艺预设定的标准张力值，确定本次控制中所述调节阀的设定值，其中，若所述PID控制器的输出值的绝对值小于等于预设阈值，则所述本次控制所对应的目标学习值等于本次控制所对应的初始学习值，若所述PID控制器的输出值的绝对值大于预设阈值，则本次控制所对应的目标学习值是对本次控制所对应的初始学习值进行补偿得到的，所述目标学习值与所述调节阀的设定值成正比例关系。
第三方面，本发明实施例提供了一种控制器，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式方法的步骤。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式方法的步骤。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
本发明通过PID控制系统对滑差轴张力进行控制，当PID控制器的输出值的绝对值小于等于预设阈值时，通过初始学习值、根据工艺预设定的标准张力值和PID控制器的输出值对滑差轴的调节阀进行控制，当PID控制器的输出值的绝对值大于预设阈值时，为避免PID控制器输出值的绝对值过大导致PID调节时效性变差，通过对初始学习值进行补偿的方式得到目标学习值，通过目标学习值、根据工艺预设定的标准张力值和PID控制器的输出值对滑差轴的调节阀进行控制，使得PID控制器的输出值维持在一个较小的范围内，避免PID控制器输出值的绝对值过大导致控制系统实效性变差，提高了PID控制系统的实效性和精准度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种滑差轴张力控制方法的实现流程图；
图2是本发明实施例提供的一种PID控制系统原理图；
图3是本发明实施例提供的另一种滑差轴张力控制方法的实现流程图；
图4是本发明实施例提供的滑差轴张力控制装置的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的控制器的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。
由于滑差轴在收卷过程中重量随之发生变化，料卷由于自身重量产生惯性也随之增大，在料卷不同重量时，若PID调节不及时，造成张力控制延迟，波动大，如果收卷滑差轴的收卷张力稍重或稍轻，都会导致电池极片的裙边异常，从而造成极片大量的报废。
为解决这一问题，本发明实施例提供了一种滑差轴张力控制方法，以克服滑差轴料卷在收卷过程中的重量变化，实现张力控制实时稳定，提高张力控制精度。
参见图1，其示出了本发明实施例提供的滑差轴张力控制方法的实现流程图，详述如下：
在步骤101中、获取本次控制所对应的初始学习值。
在本发明实施例中，基于PID（proportion-integral-derivative，比例积分微分）控制系统对滑差轴张力进行控制，图2本发明实施例提供的一种PID控制系统原理图，结合图2，在本发明实施例中，PID控制系统包括PID控制器21、执行机构22和被控对象23，执行机构为滑差轴的调节阀，被控对象为滑差轴的张力值。
在一种可选的实现方式中，滑差轴为设备的收卷机构，在设备启动前，可以根据滑差轴上料筒的状态，如根据料筒重量，根据经验值为初始学习值赋值，如初始学习值=A。在设备启动后第一次控制过程中，初始学习值即为A。
在一种可选的实现方式中，滑差轴为设备的收卷机构，在设备启动之前，根据滑差轴的卷径判断放置在滑差轴上的料筒是否为新料筒；若判断结果为新料筒，则设备启动之后的初始学习值为预设学习值；若判断结果为设备上次停止运行时的旧料筒，则设备启动之后的初始学习值为设备上次停止运行前最后一次控制所对应的目标学习值。
在步骤102中、根据PID控制器的输出值、本次控制所对应的目标学习值和根据工艺预设定的标准张力值，确定本次控制中调节阀的设定值，其中，若PID控制器的输出值的绝对值小于等于预设阈值，则本次控制所对应的目标学习值等于本次控制所对应的初始学习值，若PID控制器的输出值的绝对值大于预设阈值，则本次控制所对应的目标学习值是对本次控制所对应的初始学习值进行补偿得到的，目标学习值与调节阀的设定值成正比例关系。
在本发明实施例中，PID控制器的输出值的绝对值的取值范围为0至100%，PID控制器的输出值可以为正值，也可以为负值。
在一种可选的实现方式中，将PID控制器的输出值加1后，乘以本次控制所对应的目标学习值，再乘以标准张力值，得到滑差轴调节阀的设定值。
典型的，滑差轴调节阀为电气比例阀，也可以为其他类型的调节阀。本发明实施例不对调节阀的类型进行限制。
在一种可选的实现方式中，滑差轴为滑差气涨轴，调节阀为电气比例阀，调节阀的设定值为调节阀的开度值，通过控制调节阀的开度，控制进气压力，达到张力调节的目的。
在一种可选的实现方式中，根据第一预设公式计算本次控制中调节阀的设定值，第一预设公式为
其中，用于表示调节阀的设定值，用于表示目标学习值，用于表示根据工艺预设定的标准张力值，/>用于表示PID控制器的输出值。
在一种可选的实现方式中，若PID控制器的输出值的绝对值大于预设阈值，则本次控制所对应的目标学习值的确定方法包括：
若PID控制器的输出值大于0，则根据第二预设公式计算目标学习值，第二预设公式为
其中，用于表示本次控制所对应的目标学习值，/>用于表示本次控制所对应的初始学习值，/>用于表示预设调整值。
在一种可选的实现方式中，若PID控制器的输出值的绝对值大于预设阈值，则本次控制所对应的目标学习值的确定方法包括：
若PID控制器的输出值小于0，则根据第三预设公式计算目标学习值，第三预设公式为
其中，用于表示本次控制所对应的目标学习值，/>用于表示本次控制所对应的初始学习值，/>用于表示预设调整值。
举例来说，当PID控制器输出值的绝对值比较大，如大于30%时，PID调节速度会变慢，存在较大的延迟，导致张力调节时效性变差，进而导致电池极片大量报废。
为解决这一问题，在本发明实施例中，当PID控制器输出值的绝对值大于预设阈值时，如预设阈值为10%，当PID控制器的输出值的绝对值大于10%时，为避免PID控制器输出值持续增大导致PID控制系统实效性变差，本发明实施例通过对学习值进行补偿，使得PID控制器输出值的绝对值维持在一个较小的范围内，从而提高张力控制的实效性。当PID输出值的绝对值大于预设阈值且大于0时，说明当前滑差轴调节阀开度较小，需要增大开度，由于存在张力控制延迟的问题，通过第二预设公式增大学习值，根据第一预设公式可知，调节阀的设定值与学习值成正比例关系，学习值增大，调节阀的设定值随之增大，通过这样的方法，能够避免PID控制器输出值的绝对值持续增大，提高了张力控制的实效性和精准性。
当PID输出值的绝对值大于预设阈值且小于0时，说明当前滑差轴调节阀开度较大，需要减小开度，由于存在张力控制延迟的问题，通过第三预设公式减小学习值，根据第一预设公式可知，调节阀的设定值与学习值成正比例关系，学习值减小，调节阀的设定值随之减小，通过这样的方法，能够避免PID控制器输出值的绝对值持续增大，提高了张力控制的实效性和精准性。
也即，当PID输出值的绝对值大于预设阈值且大于0时，通过增大初始学习值的方式得到补偿后的目标学习值，当PID输出值的绝对值大于预设阈值且小于0时，通过减小初始学习值的方式得到补偿后的目标学习值。
当放置在滑差轴上的料筒为新料筒时，根据前面的方法，可以将预设学习值作为设备启动后的初始学习值，预设学习值是根据新料筒的重量预先设置的。在设备启动后连续作业的过程中，通过本发明实施例提供的方法确定该次控制过程所对应的目标学习值。在一种可选的实现方式中，若本次控制不是设备启动后的第一次控制，则本次控制所对应的初始学习值为上一次控制的目标学习值。通过本发明实施例提供的方法，直至此次作业完成，设备停机前，记录最后一次控制所对应的目标学习值。如果下次作业，是对上一次作业的继续，也即，滑差轴上的料筒在上次作业之后并没有更换，则通过本发明实施例提供的方法，在设备启动之前根据滑差轴的卷径判断是新料筒还是旧料筒，如果是旧料筒，则将上次作业过程中最后一次控制所对应的目标学习值作为本次作业开机后的初始学习值。通过本发明实施例提供的方法，更加适应设备现场的连续生产情况。
在一些情况下，设备开机前的料筒既不是全新的新料筒，也不是上次作业结束时的旧料筒，而是一个可以继续作业的其他料筒，如工人放置的其他料筒。此时，设备开机后的初始学习值无法通过以上方法确定，基于此，在一种可选的实现方式中，滑差轴为设备的收卷机构，还方法还包括：在设备启动之前，在滑差轴上放置新料筒，将初始学习值设置为预设学习值；在设备启动之后，对于每一次控制，获取本次控制所对应的时段，本次控制所对应的时段包括本次控制得到控制器输出值的时刻至下一次控制得到控制器输出值的时刻；记录本次控制所对应的时段内滑差轴的卷径范围，以及本次控制所对应的目标学习值；设备运行直至滑差轴的卷径到达预设的最大卷径；根据每一次控制中的目标值和卷径范围建立学习值索引表，在学习值索引表中，包括目标学习值和卷径值的唯一映射关系；滑差轴为设备的收卷机构，获取本次控制所对应的初始学习值包括：在设备启动之前，根据滑差轴的卷径和学习值索引表，确定该卷径对应的目标学习值；将该卷径对应的目标学习值设置为设备启动之后的初始学习值。
本发明通过PID控制系统对滑差轴张力进行控制，当PID控制器的输出值的绝对值小于等于预设阈值时，通过初始学习值、根据工艺预设定的标准张力值和PID控制器的输出值对滑差轴的调节阀进行控制，当PID控制器的输出值的绝对值大于预设阈值时，为避免PID控制器输出值的绝对值过大导致PID调节时效性变差，通过对初始学习值进行补偿的方式得到目标学习值，通过目标学习值、根据工艺预设定的标准张力值和PID控制器的输出值对滑差轴的调节阀进行控制，使得PID控制器的输出值维持在一个较小的范围内，避免PID控制器输出值的绝对值过大导致控制系统实效性变差，提高了PID控制系统的实效性和精准度。
为便于理解，本发明实施例结合具体的作业过程，对本发明实施例所提供的滑差轴张力控制方法进行说明。图3示出了本发明实施例提供的另一种滑差轴张力控制方法的实现流程图，详述如下：
在步骤301中、在设备启动之前，根据滑差轴的卷径判断放置在滑差轴上的料筒是否为新料筒，若判断结果为新料筒，则设备启动之后的初始学习值为预设学习值；若判断结果为设备上次停止运行时的旧料筒，则设备启动之后的初始学习值为设备上次停止运行前最后一次控制所对应的目标学习值。
假设为适应新料筒重量得到的预设学习值为S0，生产员工在收卷滑差轴放置新料筒后，对设备进行开机操作。设备启动之前，判断滑差轴上的料筒为新料筒，则确定设备启动之后的初始学习值为S0。在本发明实施例中，新料筒指的是空料筒。
设备启动之后，滑差轴的料筒随着极片的增多，整体的重量也在一直增大。滑差轴通过气体进入推动摩擦活塞，使滑差轴的料筒与收卷主动轴之间产生摩擦力，提供收卷极片的张力。设备开机运行后，收卷滑差轴料筒重力一直增大，造成整体的惯性也一直在增大。摩擦力Ff =μ×Fn，μ即动摩擦系数，Fn即施加的正压力。
为保证收卷极片张力恒定不变，为克服重力增大及随之的惯性增大情况，因滑差轴活塞不变，即动摩擦系数μ不变，此时需要增加压力Fn，即增大进入气体的压力。
设备运行后，收卷滑差轴重力一直增大，在气体压力没有增大的情况下，Ff不变，造成实时张力减小，假设此时PID的设定值SP为100N，实时张力反馈值PV为95N，此时PID控制器介入调节。
在步骤302中、判断PID控制器输出值的绝对值与预设阈值的关系。
因PID算法输出有上下限值，如该限值为30%，PID控制器输出的绝对值大于该限值时，PID控制系统的实效性较差，延迟控制会导致大量极片报废。
在本发明实施例中，通过设定预设阈值，如预设阈值=10%，将PID控制器输出值的绝对值与预设阈值进行比较，当PID控制器输出值的绝对值小于等于预设阈值时，PID控制系统的实效性较好，通过现有的PID控制系统对滑差轴张力进行控制，当PID控制器输出值的绝对值大于预设阈值时，结合补偿算法对滑差轴张力进行控制，以提高PID控制系统的实效性。
在步骤303中、若PID控制器输出值的绝对值小于预设阈值，则通过第一预设公式，确定滑差轴调节阀的是设定值，在第一预设公式中，目标学习值等于本次控制对应的初始学习值。
第一预设公式为
其中，用于表示调节阀的设定值，用于表示目标学习值，用于表示根据工艺预设定的标准张力值，/>用于表示PID控制器的输出值。
在步骤304中、若PID控制器输出值的绝对值大于预设阈值，且PID控制器的输出值大于0，则根据第二预设公式计算目标学习值之后，根据第一预设公式计算本次控制滑差轴调节阀的设定值。
其中，第二预设公式为
其中，用于表示本次控制所对应的目标学习值，/>用于表示本次控制所对应的初始学习值，/>用于表示预设调整值。
在步骤305中、若PID控制器输出值的绝对值大于预设阈值，且PID控制器的输出值小于0，则根据第三预设公式计算目标学习值之后，根据第一预设公式计算本次控制滑差轴调节阀的设定值。
第三预设公式为
其中，用于表示本次控制所对应的目标学习值，/>用于表示本次控制所对应的初始学习值，/>用于表示预设调整值。
对于每次控制，该次控制的初始学习值等于上次控制的目标学习值。通过这样的方法，使得目标学习值更加适应本次控制所对应的料卷重量，提高了滑差轴张力控制的实效性。并且，通过本发明实施例提供的方法，不需要计算料卷重量与其惯性之间的关系，减少设备调试时间。
通过上述步骤301至步骤305的方式实现滑差轴的张力控制，直至设备停止。
本发明通过PID控制系统对滑差轴张力进行控制，当PID控制器的输出值的绝对值小于等于预设阈值时，通过初始学习值、根据工艺预设定的标准张力值和PID控制器的输出值对滑差轴的调节阀进行控制，当PID控制器的输出值的绝对值大于预设阈值时，为避免PID控制器输出值的绝对值过大导致PID调节时效性变差，通过对初始学习值进行补偿的方式得到目标学习值，通过目标学习值、根据工艺预设定的标准张力值和PID控制器的输出值对滑差轴的调节阀进行控制，使得PID控制器的输出值维持在一个较小的范围内，避免PID控制器输出值的绝对值过大导致控制系统实效性变差，提高了PID控制系统的实效性和精准度。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
以下为本发明的装置实施例，对于其中未详尽描述的细节，可以参考上述对应的方法实施例。
图4示出了本发明实施例提供的滑差轴张力控制装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
如图4所示，滑差轴张力控制装置4包括：获取模块41和确定模块42；
获取模块41，用于获取本次控制所对应的初始学习值；
确定模块42，用于根据PID控制器的输出值、本次控制所对应的目标学习值和根据工艺预设定的标准张力值，确定本次控制中调节阀的设定值，其中，若PID控制器的输出值的绝对值小于等于预设阈值，则本次控制所对应的目标学习值等于本次控制所对应的初始学习值，若PID控制器的输出值的绝对值大于预设阈值，则本次控制所对应的目标学习值是对本次控制所对应的初始学习值进行补偿得到的，目标学习值与调节阀的设定值成正比例关系。
本发明通过PID控制系统对滑差轴张力进行控制，当PID控制器的输出值的绝对值小于等于预设阈值时，通过初始学习值、根据工艺预设定的标准张力值和PID控制器的输出值对滑差轴的调节阀进行控制，当PID控制器的输出值的绝对值大于预设阈值时，为避免PID控制器输出值的绝对值过大导致PID调节时效性变差，通过对初始学习值进行补偿的方式得到目标学习值，通过目标学习值、根据工艺预设定的标准张力值和PID控制器的输出值对滑差轴的调节阀进行控制，使得PID控制器的输出值维持在一个较小的范围内，避免PID控制器输出值的绝对值过大导致控制系统实效性变差，提高了PID控制系统的实效性和精准度。
在一种可能的实现方式中，确定模块42用于：
根据第一预设公式计算本次控制中调节阀的设定值，第一预设公式为
其中，用于表示调节阀的设定值，/>用于表示目标学习值，/>用于表示根据工艺预设定的标准张力值，/>用于表示PID控制器的输出值。
在一种可能的实现方式中，确定模块42用于：
若PID控制器的输出值大于0，则根据第二预设公式计算目标学习值，第二预设公式为
其中，用于表示本次控制所对应的目标学习值，/>用于表示本次控制所对应的初始学习值，/>用于表示预设调整值。
在一种可能的实现方式中，确定模块42用于：
若PID控制器的输出值小于0，则根据第三预设公式计算目标学习值，第三预设公式为
其中，用于表示本次控制所对应的目标学习值，/>用于表示本次控制所对应的初始学习值，/>用于表示预设调整值。
在一种可能的实现方式中，获取模块41用于：
在设备启动之前，根据滑差轴的卷径判断放置在滑差轴上的料筒是否为新料筒；
若判断结果为新料筒，则设备启动之后的初始学习值为预设学习值；
若判断结果为设备上次停止运行时的旧料筒，则设备启动之后的初始学习值为设备上次停止运行前最后一次控制所对应的目标学习值。
在一种可能的实现方式中，获取模块41用于：
在设备启动之前，在滑差轴上放置新料筒，将初始学习值设置为预设学习值；
在设备启动之后，对于每一次控制，获取本次控制所对应的时段，本次控制所对应的时段包括本次控制得到控制器输出值的时刻至下一次控制得到控制器输出值的时刻；
记录本次控制所对应的时段内滑差轴的卷径范围，以及本次控制所对应的目标学习值；
设备运行直至滑差轴的卷径到达预设的最大卷径；
根据每一次控制中的目标值和卷径范围建立学习值索引表，在学习值索引表中，包括目标学习值和卷径值的唯一映射关系；
滑差轴为设备的收卷机构，获取本次控制所对应的初始学习值包括：
在设备启动之前，根据滑差轴的卷径和学习值索引表，确定该卷径对应的目标学习值；
将该卷径对应的目标学习值设置为设备启动之后的初始学习值。
在一种可能的实现方式中，获取模块41用于：
若本次控制不是设备启动后的第一次控制，则本次控制所对应的初始学习值为上一次控制的目标学习值。
本实施例提供的滑差轴张力控制装置，可用于执行上述滑差轴张力控制方法实施例，其实现原理和技术效果类似，本实施例此处不再赘述。
图5是本发明一实施例提供的控制器的示意图。如图5所示，该实施例的控制器5包括：处理器50、存储器51以及存储在存储器51中并可在处理器50上运行的计算机程序52。处理器50执行计算机程序52时实现上述各个滑差轴张力控制方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至步骤102。或者，处理器50执行计算机程序52时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图4所示模块41至42的功能。
示例性的，计算机程序52可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器51中，并由处理器50执行，以完成本发明。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序52在控制器5中的执行过程。
控制器5可以是包括滑差轴机构在内的设备上的一个控制器，该控制器可以是一个单独的控制器，也可以是设备上的一个控制模块。控制器5可包括，但不仅限于，处理器50、存储器51。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是控制器5的示例，并不构成对控制器5的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如控制器还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
处理器50可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array，FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器51可以是控制器5的内部存储单元，例如控制器5的硬盘或内存。存储器51也可以是控制器5的外部存储设备，例如控制器5上配备的插接式硬盘，智能存储卡（SmartMedia Card，SMC），安全数字（Secure Digital，SD）卡，闪存卡（Flash Card）等。进一步地，存储器51还可以既包括控制器5的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器51用于存储计算机程序以及控制器所需的其他程序和数据。存储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/控制器和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/控制器实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个滑差轴张力控制方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random AccessMemory）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种滑差轴张力控制方法，其特征在于，该方法应用于一种比例积分微分PID控制系统，所述PID控制系统包括PID控制器、执行机构和被控对象，所述执行机构为所述滑差轴的调节阀，所述被控对象为所述滑差轴的张力值，该方法包括：
获取本次控制所对应的初始学习值；
根据所述PID控制器的输出值、本次控制所对应的目标学习值和根据工艺预设定的标准张力值，确定本次控制中所述调节阀的设定值，其中，根据第一预设公式计算本次控制中所述调节阀的设定值，所述第一预设公式为
其中，用于表示所述调节阀的设定值，/>用于表示所述目标学习值，/>用于表示根据工艺预设定的标准张力值，/>用于表示所述PID控制器的输出值；所述目标学习值与所述调节阀的设定值成正比例关系；
若所述PID控制器的输出值的绝对值小于等于预设阈值，则所述本次控制所对应的目标学习值等于本次控制所对应的初始学习值；
若所述PID控制器的输出值的绝对值大于预设阈值，且所述PID控制器的输出值大于0，则根据第二预设公式计算所述目标学习值，所述第二预设公式为
其中，用于表示本次控制所对应的初始学习值，用于表示预设调整值；
若所述PID控制器的输出值的绝对值大于预设阈值，且所述PID控制器的输出值小于0，则根据第三预设公式计算所述目标学习值，所述第三预设公式为
。
2.根据权利要求1所述的滑差轴张力控制方法，其特征在于，所述滑差轴为设备的收卷机构，所述获取本次控制所对应的初始学习值包括：
在所述设备启动之前，根据所述滑差轴的卷径判断放置在所述滑差轴上的料筒是否为新料筒；
若判断结果为新料筒，则所述设备启动之后的初始学习值为预设学习值；
若判断结果为所述设备上次停止运行时的旧料筒，则所述设备启动之后的初始学习值为所述设备上次停止运行前最后一次控制所对应的目标学习值。
3.根据权利要求1所述的滑差轴张力控制方法，其特征在于，所述滑差轴为设备的收卷机构，所述方法还包括：
在所述设备启动之前，在所述滑差轴上放置新料筒，将所述初始学习值设置为预设学习值；
在所述设备启动之后，对于每一次控制，获取本次控制所对应的时段，本次控制所对应的时段包括本次控制得到控制器输出值的时刻至下一次控制得到控制器输出值的时刻；
记录本次控制所对应的时段内所述滑差轴的卷径范围，以及本次控制所对应的目标学习值；
设备运行直至所述滑差轴的卷径到达预设的最大卷径；
根据每一次控制中的目标值和卷径范围建立学习值索引表，在所述学习值索引表中，包括目标学习值和卷径值的唯一映射关系；
所述滑差轴为设备的收卷机构，所述获取本次控制所对应的初始学习值包括：
在所述设备启动之前，根据所述滑差轴的卷径和所述学习值索引表，确定该卷径对应的目标学习值；
将该卷径对应的目标学习值设置为所述设备启动之后的初始学习值。
4.根据权利要求1所述的滑差轴张力控制方法，其特征在于，所述滑差轴为设备的收卷机构，所述获取本次控制所对应的初始学习值还包括：
若本次控制不是所述设备启动后的第一次控制，则本次控制所对应的初始学习值为上一次控制的目标学习值。
5.一种滑差轴张力控制装置，其特征在于，该装置应用于一种比例积分微分PID控制系统，所述PID控制系统包括PID控制器、执行机构和被控对象，所述执行机构为所述滑差轴的调节阀，所述被控对象为所述滑差轴的张力值，包括：获取模块和确定模块；
所述获取模块，用于获取本次控制所对应的初始学习值；
所述确定模块，用于根据所述PID控制器的输出值、本次控制所对应的目标学习值和根据工艺预设定的标准张力值，确定本次控制中所述调节阀的设定值，其中，根据第一预设公式计算本次控制中所述调节阀的设定值，所述第一预设公式为
其中，用于表示所述调节阀的设定值，/>用于表示所述目标学习值，/>用于表示根据工艺预设定的标准张力值，/>用于表示所述PID控制器的输出值；所述目标学习值与所述调节阀的设定值成正比例关系；所述目标学习值与所述调节阀的设定值成正比例关系；
若所述PID控制器的输出值的绝对值小于等于预设阈值，则所述本次控制所对应的目标学习值等于本次控制所对应的初始学习值；
若所述PID控制器的输出值的绝对值大于预设阈值，且所述PID控制器的输出值大于0，则根据第二预设公式计算所述目标学习值，所述第二预设公式为
其中，用于表示本次控制所对应的初始学习值，用于表示预设调整值；
若所述PID控制器的输出值的绝对值大于预设阈值，且所述PID控制器的输出值小于0，则根据第三预设公式计算所述目标学习值，所述第三预设公式为
。
6.一种控制器，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，处理器执行计算机程序时实现如上的权利要求1至4中任一项方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理器执行时实现如上的权利要求1至4中任一项方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310561620.1A CN116553256B (zh) | 2023-05-18 | 2023-05-18 | 滑差轴张力控制方法、装置、控制器及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310561620.1A CN116553256B (zh) | 2023-05-18 | 2023-05-18 | 滑差轴张力控制方法、装置、控制器及存储介质 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116553256A CN116553256A (zh) | 2023-08-08 |
| CN116553256B true CN116553256B (zh) | 2024-01-23 |
Family
ID=87489578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310561620.1A Active CN116553256B (zh) | 2023-05-18 | 2023-05-18 | 滑差轴张力控制方法、装置、控制器及存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116553256B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004174727A (ja) * | 2002-11-25 | 2004-06-24 | Sato Corp | プリンタ |
| CN101905820A (zh) * | 2010-07-13 | 2010-12-08 | 杭州电子科技大学 | 基于气控滑差轴的卷绕张力与转速控制方法 |
| CN209635497U (zh) * | 2019-01-25 | 2019-11-15 | 瑞安市町裕机械有限公司 | 一种放卷接料机构 |
| CN211998070U (zh) * | 2020-02-10 | 2020-11-24 | 天津力神电池股份有限公司 | 一种新的剪切机滑差轴收卷张力测量装置 |
| CN115520700A (zh) * | 2022-10-25 | 2022-12-27 | 浙江御辰东智能科技有限公司 | 一种多轴多传感器融合的张力稳定方法及装置 |
-
2023
- 2023-05-18 CN CN202310561620.1A patent/CN116553256B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004174727A (ja) * | 2002-11-25 | 2004-06-24 | Sato Corp | プリンタ |
| CN101905820A (zh) * | 2010-07-13 | 2010-12-08 | 杭州电子科技大学 | 基于气控滑差轴的卷绕张力与转速控制方法 |
| CN209635497U (zh) * | 2019-01-25 | 2019-11-15 | 瑞安市町裕机械有限公司 | 一种放卷接料机构 |
| CN211998070U (zh) * | 2020-02-10 | 2020-11-24 | 天津力神电池股份有限公司 | 一种新的剪切机滑差轴收卷张力测量装置 |
| CN115520700A (zh) * | 2022-10-25 | 2022-12-27 | 浙江御辰东智能科技有限公司 | 一种多轴多传感器融合的张力稳定方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116553256A (zh) | 2023-08-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109873455B (zh) | 一种储能辅助火电机组agc调频方法及系统 | |
| CN111462925B (zh) | 一种基于运行数据的核反应堆功率调节方法及其调节系统 | |
| CN110284976B (zh) | 一种发动机控制方法、装置、存储介质及计算机设备 | |
| CN102798530B (zh) | 发动机油门标定方法、设备及工程机械 | |
| CN117028145B (zh) | 考虑塔架载荷抑制的风电机组有功功率控制方法及装置 | |
| CN111425347A (zh) | 基于转矩增益系数优化的风电机组最大功率点跟踪控制方法 | |
| CN110593336A (zh) | 控制工程机械掘进的方法、装置和系统及工程机械 | |
| CN116553256B (zh) | 滑差轴张力控制方法、装置、控制器及存储介质 | |
| CN113357036B (zh) | 一种发动机转速调节方法及装置 | |
| CN104747295A (zh) | 燃气轮机功率控制方法及装置 | |
| CN117446581A (zh) | 一种基于可变pid算法的张力控制方法 | |
| US20220065179A1 (en) | Health conscious controller | |
| CN117170421A (zh) | 一种氢气浓度控制方法、装置、电子设备及介质 | |
| CN106224947B (zh) | 基于状态反馈的循环流化床锅炉床温的事件驱动控制系统 | |
| CN104841699A (zh) | 热连轧厚度的具有增益分段控制的agc控制方法 | |
| CN113187754B (zh) | 具有防凝露功能的风机控制方法及系统 | |
| CN115031287B (zh) | 热力站双阀门切换预测方法、装置、控制设备及存储介质 | |
| CN113715871B (zh) | 一种列车控制方法、装置、设备、系统及存储介质 | |
| CN109710020B (zh) | 一种新能源电站主动逼近式功率控制方法及系统 | |
| CN202606510U (zh) | 一种冷轧带钢板形板厚综合控制系统 | |
| CN103670539A (zh) | 补偿发电机组动态特性联合调频控制方法、系统与装置 | |
| CN115419581A (zh) | 动态功率匹配的方法、装置、电子设备及工程机械 | |
| CN112051066B (zh) | 小汽轮机进汽调门流量特性测定方法、装置、设备及介质 | |
| CN105583236B (zh) | 冷轧带钢塑性系数的在线获取方法 | |
| CN103639211A (zh) | Bp神经网络和pid参数优化的辊缝控制方法及系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |