粗紗機(jī)是傳統(tǒng)紡紗體系中不可缺少的設(shè)備。粗紗機(jī)傳統(tǒng)的單機(jī)傳動(dòng)方式是由一個(gè)主電機(jī)通過若干輪系分別傳動(dòng)牽伸機(jī)構(gòu),結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。一方面機(jī)械傳動(dòng)效果不精確,另一方面耗用的動(dòng)力較多。新型粗紗機(jī)由電子計(jì)算機(jī)控制4個(gè)變頻調(diào)速電機(jī),分別傳動(dòng)牽伸系統(tǒng)、筒管系統(tǒng)、錠翼系統(tǒng)及龍筋升降系統(tǒng),粗紗的牽伸、卷繞成形完全受控于電子計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)根據(jù)粗紗工藝及卷繞成形的軟件指令控制各電機(jī)的速度,精確地完成粗紗的卷繞。
在紡紗過程中,筒管的回轉(zhuǎn)速度由恒速部分和變速部分組成,筒管的恒速部分跟錠速相等,筒管變速部分為卷繞速度,與筒管的卷繞直徑成反比。筒管的轉(zhuǎn)速控制是粗紗機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)控制的關(guān)鍵。在實(shí)際生產(chǎn)過程中,筒管轉(zhuǎn)速受到很多干擾因素的影響,例如卷繞直徑模型不準(zhǔn)確,機(jī)械干擾等都容易引起卷繞線速度波動(dòng),使卷繞質(zhì)量惡化。因此如何保持卷繞線速度恒定是粗紗機(jī)筒管速度控制的關(guān)鍵。
為保證粗紗卷繞質(zhì)量,粗紗在卷繞過程中要保持一定張力。目前對(duì)粗紗卷繞張力控制最實(shí)用的方法就是控制筒管轉(zhuǎn)速隨著粗紗卷繞半徑不斷的變大而逐漸降低,從而保持粗紗卷繞線速度恒定。將簡化的線性自抗擾控制器應(yīng)用在筒管轉(zhuǎn)速控制中,可以提高卷繞線速度的穩(wěn)定性,有效減少斷紗,提高粗紗卷繞質(zhì)量。試驗(yàn)結(jié)果證明,簡化的線性自抗擾控制在實(shí)際工程中更為實(shí)用。
線性自抗擾控制器由三部分組成,均采用非線性函數(shù),而實(shí)際上如果對(duì)其進(jìn)行線性簡化同樣可以得到性能優(yōu)良的控制器,而且能減少參數(shù),簡單計(jì)算。簡化的線性自抗擾控制器繼承了ADRC的優(yōu)點(diǎn):不需要具體的數(shù)學(xué)模型;不需要積分環(huán)節(jié)就能實(shí)現(xiàn)無靜差,避免了積分反饋的副作用。除此之外,可大大減少LADRC參數(shù),只需對(duì)幾個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)即可。
線性自抗擾控制器采用貝加萊Power Panel( PP41)作為主控制系統(tǒng),完成粗紗機(jī)的各項(xiàng)電氣控制功能和數(shù)據(jù)運(yùn)算,采用貝加萊伺服驅(qū)動(dòng)器(ACOPOS)作為調(diào)速系統(tǒng),通過線性自抗擾控制器控制筒管轉(zhuǎn)速,保證卷繞線速度恒定。通過在上海二紡機(jī)有限公司EJK211型粗紗機(jī)上試驗(yàn),系統(tǒng)在LADRC控制下成功消除了現(xiàn)場各種干擾,筒管轉(zhuǎn)速在直徑不斷增大的情況下逐漸降低,線速度保持恒定,保證了粗紗的卷繞質(zhì)量,斷紗、壞紗情況也有了一定改善。
實(shí)踐證明,簡化的線性自抗擾控制器在粗紗卷繞速度控制項(xiàng)目中具有良好的控制效果,尤其在有復(fù)雜干擾環(huán)境中,自抗擾控制器表現(xiàn)出了良好的適應(yīng)性。