全鋼輪胎仿形纏繞過程的預(yù)測(cè)控制研究.pdf

1、全鋼輪胎仿形纏繞技術(shù)的好壞關(guān)鍵在控制系統(tǒng),而控制系統(tǒng)的核心為纏繞數(shù)學(xué)模型,所以,尋找并建立最優(yōu)的數(shù)學(xué)模型一直是該領(lǐng)域?qū)＜覀兊难芯恐攸c(diǎn)。國(guó)內(nèi)外至今還尚未有成熟的輪胎纏繞數(shù)學(xué)模型,通常采用閉環(huán)控制檢測(cè)是否達(dá)到預(yù)期設(shè)定的厚度參數(shù),以達(dá)到仿形的目的。這種控制方式極易受到外界干擾,導(dǎo)致控制精度不高,影響了仿形效果,響應(yīng)速度不快,不能達(dá)到快速纏貼的目的。于是,本文為改進(jìn)上述纏繞控制系統(tǒng),從優(yōu)化與建模兩條路徑設(shè)計(jì)并完成了以下工作:
　　1、通過

2、分析快速隱式廣義預(yù)測(cè)自校正控制算法,該算法雖克服一般廣義預(yù)測(cè)控制算法GPC計(jì)算量大、參數(shù)整定困難、不利于實(shí)時(shí)控制等一系列缺陷,但將該算法運(yùn)用到多變量系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)平行推廣很難得到滿意的預(yù)測(cè)控制,導(dǎo)致GPC在現(xiàn)實(shí)工業(yè)應(yīng)用中受到限制。于是提出改進(jìn)的基于T-S模糊模型的自適應(yīng)模糊預(yù)測(cè)控制算法解決這類問題,該算法在 MIMO非線性系統(tǒng)中,利用遞推最小二乘法動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)辨識(shí)模型后件參數(shù),同時(shí),在每一采樣瞬時(shí)將系統(tǒng)線性化為狀態(tài)空間模型,快速求解預(yù)測(cè)模型與非

3、線性優(yōu)化函數(shù),根據(jù)這種方法尋找最優(yōu)模型、最優(yōu)控制序列。該算法很滿意的將模糊建模和預(yù)測(cè)控制相融合,模糊模型在本質(zhì)根源上是連續(xù)的,不存在模型切換時(shí)不穩(wěn)定的跳變,導(dǎo)致模型失配等一系列情況,就以上控制方案,采用全鋼輪胎仿形纏繞模型實(shí)施了仿真驗(yàn)證。
　　2、為了從根源上建立輪胎仿形纏繞過程的顯式數(shù)學(xué)模型,以達(dá)到快速纏繞控制的目的。基于此,本文站在數(shù)學(xué)算法及建模的高度,建立全鋼輪胎仿形纏繞系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。首先,研究分析膠條纏繞時(shí)出現(xiàn)的各種形變

4、問題與各種建模方法;其次,對(duì)全鋼輪胎仿形纏繞過程各個(gè)階段的預(yù)測(cè)纏繞數(shù)學(xué)模型分塊詳細(xì)研究與設(shè)計(jì);最后,采用模糊 PID預(yù)測(cè)控制算法與改進(jìn)的動(dòng)態(tài)輸出反饋預(yù)測(cè)控制算法及在線更新預(yù)測(cè)估計(jì)誤差狀態(tài)的控制算法,對(duì)建立的纏繞系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行修正、優(yōu)化,最終目的讓其更貼合實(shí)際纏繞系統(tǒng)精確的模型。并分別仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證算法的有效性,證明該控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與跟蹤效果,此模型系統(tǒng)可以解決實(shí)際研究的問題。
　　3、采用自制的等比例縮小的木質(zhì)纏繞鼓模型對(duì)上述

5、理論測(cè)試與實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)證明,運(yùn)用該模型纏繞出的輪胎胎面外輪廓形狀與設(shè)計(jì)曲線基本一致,誤差可控制在±1％以內(nèi),仿形效果很好,說明設(shè)計(jì)是成功的,適合實(shí)際生產(chǎn)。
　　論文創(chuàng)新之處:
　　1、深入分析了全鋼輪胎仿形纏繞過程中膠條纏貼時(shí)膠條的不規(guī)則螺旋狀及膠條與膠條之間纏繞疊加出現(xiàn)的塌陷、斜坡等一系列難題;并研制出幾種建模方法。
　　2、建立了全鋼輪胎仿形纏繞系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。
　　3、采用不同的預(yù)測(cè)控制算法對(duì)建立的仿形纏繞數(shù)