柔性薄膜卷繞輸送系統(tǒng)中張力控制研究與應用.pdf

1、21世紀是氫能源時代,以氫為燃料的質(zhì)子交換膜燃料電池具有廣闊的市場與應用空間。燃料電池膜電極作為質(zhì)子交換膜燃料電池的核心,其性能與制造成本最為關(guān)鍵。連續(xù)化增強密封層復合設備(SEAL設備)是膜電極生產(chǎn)線中關(guān)鍵設備之一。本文的研究內(nèi)容是該設備中柔性薄膜卷繞輸送中的張力控制系統(tǒng),主要包括以下幾個方面:
　　(1)分析設備中薄膜基材張力波動機理,設計張力分布式控制方案并分別建立了收放料張力控制動力學模型、對輥輸送張力控制動力學模型和交流

2、伺服電機控制數(shù)學模型。
　　(2)建立設備各張力控制區(qū)的張力控制系統(tǒng),主要包括對輥輸送張力控制系統(tǒng)和收放料張力控制系統(tǒng),并在此基礎上對設備張力控制系統(tǒng)進行綜合設計。
　　(3)針對對位層合張力控制區(qū)高精度張力控制要求、層合薄膜變截面特點以及輸送過程中受摩擦、空氣等非線性影響,設計模糊PID控制算法提高張力控制效果并仿真證明與傳統(tǒng)PID控制相比,模糊PID控制能達到更佳的張力控制水平。
　　(4)測試與分析實際張力控制系

3、統(tǒng)中的張力反饋信號干擾,并設計模擬濾波電路有效抑制了電磁干擾對張力反饋信號的影響,提高張力控制效果。
　　最后,本文對所得到的結(jié)論、提出的張力控制辦法等進行了實驗驗證。實驗表明:(1)張力分布式控制系統(tǒng)在可以滿足SEAL設備輸送距離長、工藝復雜等點;(2)忽略卷徑變化的磁粉制動器/離合器收放料張力控制系統(tǒng)適用于設備各種薄膜收放料;(3)采用模糊控制算法可以顯著提高對輥輸送張力控制效果。本文提出的控制方法已經(jīng)在SEAL設備中獲得了實