卷绕式镀膜机张力控制的改进及Matlab仿真(2)

3.2、系统的仿真

　　国内设备由于自动化水平低，张力控制基本上靠操作工的经验，国外同类设备提供的张力调节范围为5~50 kg，本文按5 kg 最小张力指标计算。卷径变化原设备指标为（100~650）mm。当F取5 kg，r 取0.05 m 时电枢电流Ia 最小。即

　　将电枢电感La=24.1 mH减去需串联的电感为L'min=131.5 mH。跑膜速度V=（60~300 m）/min，取跑膜速度为最小值V=60 m/min，则

　　根据以上结果建立Matlab 仿真模型，如图2所示，当串入电感值L=0 mH 时，仿真结果如图3所示，此时电流、转矩不连续，转速不稳定。当串入电感值L=131.5 mH 时，仿真结果如图4 所示，由图4，当设置α=84°，Te=2.5N·m 时，仿真结果为ω=20(rad/s)，Ia 约为1 A，仿真结果与计算结果基本一致，此时电流、转矩均连续，转速稳定。从仿真结果知电流从0 变化稳定值的时间小于0.3 S，满足系统的要求。

　　由于中间辊直径D = 450 mm 在工作过程中不变,Iamin=3.2 A 同理计算得， 则Lmin=0.693×2203.2 mH=47.6 mH，而La=83 mH 所选电机故所选电机无需串电感。

　　按以上设计进行跑膜实验，当中间辊电流在1 A 时，跑膜过程中能保证最小张力控制，收卷薄膜边缘齐整。

图2 电动机可控整流桥仿真模型图3 串联电感L=0 时的仿真波形图4 串联电感L=131.5 mH 时的仿真波形

4、结束语

　　通过以上分析表明单纯的提高控制回路的精度而忽略电流不连续对电动机转矩的影响无法提高张力控制的精度，串入平波电抗器后电流连续的区间增大， 电流的脉动减小，系统的性能有了很大的提高，缩小了同国外设备的差距。