充电桩膜结构张力控制系统的建模和设计

　　充电桩膜结构工程薄膜的高速卷绕是多层共挤流涎膜生产的关键环节之一，卷绕速度和质量是整个生产线质量的集中体现。高速卷绕需要解决薄膜拉伸、卷绕、张力控制、自动卷绕、换辊等问题。其中，薄膜的张力和稳定性对卷绕质量有着决定性的影响。实时控制薄膜张力和稳定性的困难在于流涎膜薄、宽、长、弯曲模量小。在卷绕过程中容易卷绕和撕裂，随着薄膜直径的增加，薄膜张力也会发生变化，薄膜会自动改变，这使得维持恒定张力变得更加困难。

　　有研究以保持恒张力为核心，通过分析流涎膜缠绕系统的张力与线速度、缠绕直径和速度之间的动态关系，研究了缠绕电机在缠绕和更换过程中的变化规律。通过控制电机的速度差间接控制张力。同时，采用BP神经网络PID控制器调节卷绕速度，直接补偿张力，实现高速卷绕和换膜过程中薄膜的恒张力控制。模拟和实验表明，所提出的控制方法具有良好的控制成果。

　　针对流涎机的卷绕系统，根据其在充电桩膜结构膜材卷绕过程中的动态过程，分析了张力与卷绕线速度、卷绕直径与速度之间的动态关系，以及卷绕过程中卷绕直径与卷绕电机转速的变化规律。

　　在此基础上，采用张力与速度解耦双反馈闭环控制方式，设计了膜张力控制系统。通过控制速度差形成速度闭环，通过BP神经网络PID控制器调节卷绕速度形成张力闭环；根据系统个性的机械特性对电机转速进行补偿，从而在整个卷绕过程中保持系统的张力稳定性。

　　在张力闭环控制中，BP神经网络PID智能控制算法可以根据系统动态性能和外界干扰等各种情况实现张力的越佳自适应控制，其成果高于常规PID算法。

　　在宽幅大跨度薄膜卷绕系统中，张力稳定控制是一个多输入多输出的非线性问题。充电桩膜结构工程设计的控制系统可以良好地控制薄膜张力的稳定性，改善控制系统的动态和稳态特性，在增进薄膜产品质量的同时增进系统的工作效率。以电子张力电器元件为基础，结合计算机控制系统和有益的智能控制算法的综合方案将得到越来越多的应用。此外，研究成果还可应用于纺织、造纸等领域，具有一定的参考价值。