皮革数控裁割机中真空吸附的模糊控制策略.pdfVIP

皮革数控裁割栅 l【】真空吸B~ll3,1m糊控制策略 口 赵燕伟 口 徐小伟 口 陈 建 浙江工业大学 机械制造及其 自动化教育部重点实验室 杭州 310014 摘 要 ：分析裁割机在裁割过程 中风机恒转速工作造成能源浪费的问题 ，提 出采用模糊控制器来控制变频器输 出，根 据腔 内压强控制风机转速的节能策略设计相应 的压强模糊控制器 ，并在 S[MULINK上建立仿真流程 图，对所设计的模糊 控制器进行仿真，结果表明所设计的模糊控制器具有较好的控制品质。 关键词 ：裁割机 模糊控制 真空吸附 节能 SlMULlNK仿真 中图分类号 ：0231 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—4998(2010)12—0013—04 多层 皮 革数 控裁 割 饥采 用 真空 吸 附将 多 层皮 革 定 象 的精 确数 学 模 型 ，因此 ，基 于准 确对 象模 型来 整定 控 位并 且 固定在 丁作 台一ta，然 后进 行相 应 的裁 割加 工 ，随 制 参 数 的 PID控制 就严 重影 响 了其控 制效 果 …f。模 糊 着裁 割 的进行 ，漏气 量不 断增 大 ，当裁 割～ 定 面积后 ， 控 制 的优越 性 就在 于 ，无 需知道被 控 对象 的数 学模 型 ， 对 已裁割 部分铺 膜来 减 少漏 气 。某 厂制 造 的机 床 中真 对 线 性 和 时变等 不确 定 性 系 统具有 良好 的控制 效 果 ， 空 吸附所 用 的风 机 电机 功 率为 30kW ， 占该机 床 所耗 适 应 能力强 、鲁 棒性 较 强 】I。通 过控 制 变频 器N- 出能 能源 的 80％ ～90％ ，因此研 究 降低 真空 吸 附 的能耗 具 控 制 风机转 速 来节 能 J，故 对 于这个 系统 采用 模糊 控 有社会 和 经济效 益 。 制 的方 式来 控制 变频 器输 出以达 到节 能 的 目的。 1 国内制造的该类机床所存在 的问题及解决 2 真空吸附压强模糊控制原理 策略 压 强模 糊控 制原 理 图如 图 1所 示 ，在裁 割过 程 中 ， 存在 的 问题 ： 目前 国 内研 究 吸 附技 术 是采 用 大功 将 压力传感 器 测 出 的真空腔 内的压 强进行 A／D转 换 ， 率 风机 对 整个 裁割 过 程进 行恒 转 速 吸附 ，如 某 厂制 造 与 设定压强进行 比较得 到偏差 和偏 差 变化 率 ，以这两 的多层 皮革 数控 裁 割 机 ，由于在 裁割 过 程 中风 机始 终 个 量作 为模 糊 控制 器 的输 入 ，得 到相 应 的控 制变频 器 以额定转 速 进行 恒转 速工 作 ，在漏 气量 较小 时 ，腔 内外 的模 拟 电压输 出 ，N-经 过 D／A转换 得到控制 变频 器 的 的实际压 强 差远 大 于裁 割所 需 的压强 差 ，这 虽然 完 全 模 拟 量 ，使 变频 器输 出相关 频率 来控 制风 机 的转速 ，从 能保 证裁 割 的顺 利 进行 ，但风 机 功率 与 转速 的 3次 方 而使 真空 腔 内 的实际压 强 满足要 求 。 成正 比，所 以明显 浪 费 了大 量 的能 源 。 解决策 略 ：要 降低 能耗 ，就要 降低风 机转 速 真 空 吸 附的 目的是保 证皮革 不 滑动 ， 此 只需 时 刻保 证 真 空腔 内 的实 际压 强 等于 裁割 皮 革 时所需 的压 强 ，从 而 可使 风机 转速 根据 实 际压强 而 变化 ，漏气 馈 变大 时 ，增 大风机 转 速 ；漏 气量 变小时 ，减小 风 机转 速 。风机 是 由 电动机 来带 动 的 ，由 电机 学原 理 知道 ，交 流异 步 电动机 的转速 与 频率 成 正 比 。故 删 节 风机 转速 可用变 顿 器改 变 电源频 率 的方 式来 实现 。 由于 在 整 个 裁 割 过 程 中漏 气 量 的 多 少 是 非 线 性