多道次拉拔设备的控制系统

摘要

一种多道次拉拔设备的控制系统，由于经典的前馈+PID控制无法同时满足系统的快速性和稳定性要求，为此，采用最小二乘法辩识以改善各道次的运行性能和快速停止性能。最小二乘法是系统辨识的常用方法。在方程误差为零均值白噪声的条件下，用最小二乘法估计方程的参数，可以在统计上保证得到无偏的、有效的和一致的估计，其递推形式常被用于实时的参数估计，从递推估计式(5)可知，第N+1次采样后得到的参数估计值_(i-1)b(N+1)等于已求出的参数估计值_(i-1)bN用比例(Z_N+1-W^T_N+1_(i-1)bN)的值修正；每次估计后，只需保存f_i、f_i-1、I_i、I_i-1、_(i-1)bN的N个量以及新的f_i、f_i-1、I_i、I_i-1、_(i-1)bN即可，无需太多存储容量。本发明能改善了各道次的运行性能、快速停止性能、拉拔设备不容易断丝。

主权项

1、一种多道次拉拔设备的控制系统，包括各个道次机构、收卷机机构、控制器，每个道次机构由变频器、电机以及运行机构组成，变频器的输出连接电机，电机通过传动机构连接运行机构，所述的各个道次机构上安装位置传感器，相邻道次的辊/筒之间安装用于协调相邻道次的工作速度关系的调谐器，所述的控制器包括道次偏差控制模块，用于根据第i-1道次与第i道次之间的调谐器的位置给定值和第i-1道次的位置传感器的实际反馈值计算偏差控制量，其算式如(2)：$\Delta G_{i-1}=(K_{(i-1)p}+\frac{1}{T_{(i-1)i}S}+T_{(i-1)D}S)(U_{i-1}-U_{(i-1)f})---\left(2\right)上式中，\Delta Gi-1为第i-1道次偏差控制模块的输出偏差量，K(i-1)p、T(i-1)i、T(i-1)D分别表示比例、积分、微分系数，Ui-1为第i-1道次与第i道次之间的调谐器的位置给定值，U(i-1)f为第i-1道次位置传感器的实际反馈值，多道次为N道次，i为满足：N＞i＞1的整数，；道次速度给定模块，用于给定各道次之间的运算速度，其算式如(3)：Gi-1＝K(i-1)b·Gi+\Delta Gi-1\; (3)上式中，Gi-1、Gi分别为第i-1道次和第i道次的速度给定，K(i-1)b为第i-1道次和第i道次的速度比系数，\Delta Gi-1为第i-1道次偏差控制模块的输出偏差量；所述的道次速度给定模块的输出连接所述的变频器；其特征在于：所述的控制器还包括速度比调节模块，用于根据最小二乘法优化速度比系数，其算式如(4)：$ K_{(i-1)b}=\frac{f_{i-1}-m_{i-1}{I}_{i-1}}{f_i-m_i{I}_i}---\left(4\right)上式中，fi-1、fi分别表示第i-1、i道次变频器输出频率，Ii-1、Ii\; 分别表示第i-1、i道次电机电流，mi-1、mi分别表示第i-1、i道次电机转差系数；速度比系数的递推算式如(5)：$ {\hat{K}}_{(i-1)b(N+1)}={\hat{K}}_{(i-1)\mathrm{bN}}+A_{N+1}(Z_{N+1}-W_{N+1}^T{\hat{K}}_{(i-1)\mathrm{bN}})---\left(5\right)上式中，AN+1为1X(N+1)阶增益矩阵，ZN+1为测到的N+1个fi-1数据序列的(N+1)X1阶矩阵、WN+1\; T为测到的N+1个fi数据序列的(N+1)X1矩阵。$$$