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工程设计学报
工程设计学报  2014, Vol. 21 Issue (1): 38-42    DOI: 10.3785/j.issn. 1006-754X.2014.01.007
建模、仿真、分析和优化     
五辊式无溶剂涂布系统交叉耦合建模与设计方法
陈永亮1，韩瑶1，刘谱1，黄金2，包能胜2，顾佩华2*
1.天津大学 机械工程学院，天津 300072；2.汕头大学 工学院，广东 汕头 515063
Mechatronic cross-coupling modeling and design method for five-rollers solventless coating system
CHEN Yong-liang1，HAN Yao1，LIU Pu1，HUANG Jin2，BAO Neng-sheng2，GU Pei-hua2*
1.School of Mechanical Engineering， Tianjin University， Tianjin 300072， China；2.School of Engineering， Shantou University， Shantou 515063， China
 全文: PDF(1397 KB)   HTML
摘要： 针对五辊式无溶剂涂布头多辊速比控制精度设计需求，提出了基于多电机协调控制的机电耦合建模及设计方法.设计一种交叉耦合定速比控制算法，即通过3个独立的补偿速度PID控制器分别实现3个同步电机对其中三辊速度期望均值的动态输出特性的实时跟踪控制，从而实现涂布辊、橡胶转移辊及计量辊的精确定速比控制.以400 mm规格的涂布试验机为应用实例的涂布头系统仿真分析结果表明：控制方法具有鲁棒性和快速跟踪性，控制系统抗干扰能力强、可靠性好；在五辊负载时变的情况下，各速度比误差率在0.4 s之内降低在5%之下，在2 s之后各速度比误差率均小于0.6%，系统稳定运转，且无明显跳动.
关键词： 无溶剂涂布;  机电耦合建模;  耦合定速比控制;  联合仿真    
Abstract: Aiming at improving the precision of five-rollers solventless coating machine，the multi-motor coordination control based on the mechatronic coupling modeling and design method was established. A cross-coupling constant ratio adaptive control algorithm was designed，in which three of rollers were controlled by three individual permanent magnet synchronous motors (PMSMs) and the system velocity dynamic and static output of each motor was tracked in realtime tracks respectively with three independent constant ratio compensation feed forward velocity PID controllers. The above method was applied to a 400 mm width coating. The simulation of the coating system showes that this strategy improves the control accuracy:the accuracy of velocity ratio reach 5% within 0.4 s，and reach 0.6% within 2 s. It also validates the rationality，effectiveness and robustness of the designed control strategy．
Key words: solventless coating    mechatronic coupling modeling    cross-coupling constant ratio control    co-simulation
出版日期: 2014-02-28
基金资助:

国家自然科学基金资助项目(51275281)；广东省第二批领军人才项目.
作者简介: 陈永亮(1972-),男,安徽宿州人,副教授,博士,从事机械产品现代设计方法研究,E-mail:chenyongliang@tju.edu.cn. 顾佩华*，汕头大学、加拿大卡尔加里大学教授，中国教育部长江学者讲座教授，加拿大工程院院士.
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陈永亮
韩瑶
刘谱
黄金
包能胜
顾佩华

引用本文:

陈永亮，韩瑶，刘谱，黄金，包能胜，顾佩华*. 五辊式无溶剂涂布系统交叉耦合建模与设计方法[J]. 工程设计学报, 2014, 21(1): 38-42.

CHEN Yong-liang，HAN Yao，LIU Pu，HUANG Jin，BAO Neng-sheng，GU Pei-hua*. Mechatronic cross-coupling modeling and design method for five-rollers solventless coating system. Chinese Journal of Engineering Design, 2014, 21(1): 38-42.

链接本文:

https://www.zjujournals.com/gcsjxb/CN/10.3785/j.issn. 1006-754X.2014.01.007    或    https://www.zjujournals.com/gcsjxb/CN/Y2014/V21/I1/38

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