工字轮收线机排线换向控制建模及仿真分析.pdf

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1、工字轮收线机排线换向控制建模及仿真分析王培斌。等工字轮收线机排线换向控制建模及仿真分析ModeIingandSjmuIatiOnAnaIysisOftheVVireGuidingandReVersingControlofSpooIer互倍姣磐久顿关豢伽左(江南大学物联网工程学院，江苏无锡214122)摘要：针对工字轮在收线过程中存在的排线换向控制问题，给出了排线换向控制的物理模型，建立了排线换向过程的动力学模型。对该数学模型进行了常规PⅢ控制算法的验证性仿真分析，对基于模糊PID控制算法与基于径向基函

2、数(RBF)神经网络PID控制算法在该模型上的应用进行了对比分析。结果表明，所建模型能够正确模拟收线机排线换向过程，基于模糊m控制算法可以更有效地改善收线机排线换向效果，仿真数据可以为收线机排线换向控制系统的设计与优化提供参考依据。关键词：收线机动力学模型RBF神经网络模糊m算法换向控制数学建模参数整定仿真中图分类号：7m一39；11P39l文献标志码：ADOI：lO．16086／j．cIlki．is叽1000—0380．201608018Ab!缸‘act：AimingattIleprobkmsofs

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7、部分，被广泛应用于线缆行业。其收线的平整性和密集性将直接影响到线材质量、线盘单盘容量和收线效率。针对线材缠绕的平整性问题，研究人员通过改进绕线机的机械结构⋯、应用更先进的速度控制算法心。5]，使绕线过程的控制精度达到相对理想的程度。然而，绕线滞后性带来了排线换向延时需求，随之带来了换向点位置误差导致的排线换向控制问题。针对排线换向控制问题，文献[6]提出了一种动态补偿算法。由于边缘侧出现的凹陷或凸起会引起收线速度的变化，通过检测该变化、计算并调整换向点位置，达到平整收线的效果。文献[7]则提出了一种无

8、模型学习控制算法。该算法针对线盘两侧出现的绕线凸起或凹陷现象，通过检测线盘两侧边缘处前一层的绕线平整度，控制本层绕线换向点的位置，以平衡绕线国家自然科学基金资助项目(编号：61170121、61202312)。修改稿收到日期：2016—02—25。第一作者王培斌(1989一)，男，现为江南大学计算机技术专业在读硕士研究生；主要从事计算机应用技术的研究。《自动化仪表》第37卷第8期2016年8月过程的总体平整度。然而，上述研究都直接应用于生产过程，没有具体的理论模型，不能为进一步研究提供理论支撑；并且，

9、其控制过程存在参数整定的问题，这对于换向控制本身而言较为困难。因此，本文在仔细分析收线机绕线过程的基础上，建立了排线换向控制仿真模型；针对PID参数整定问题，对比分析了两大智能整定PID参数的控制算法——基于径向基函数(mdialb鹪isflmction，RBF)神经网络PID控制算法和基于模糊PID控制算法，为进一步研究收线机的排线换向控制提供了数据支持及理论支撑。1收线机排线换向分析收线机的种类有很多种，但其工作原理都是一致的。本文以卧式工字轮收线机