鋰電池卷繞機(jī)張力控制研究.pdf

1、鋰電池因其高性能、低成本、耐用、輸出電壓穩(wěn)定、廢棄后便于處理等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛的使用。鋰電池電芯卷繞是鋰電池生產(chǎn)中極為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，而卷繞過程中的張力是鋰電池電芯成型中的一個(gè)重要參數(shù)，直接影響整個(gè)電芯，乃至電池產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，張力控制是電芯卷繞工藝中的關(guān)鍵技術(shù)之一。在鋰電池電芯卷繞過程中，適當(dāng)和穩(wěn)定的張力也能提高機(jī)械構(gòu)件的使用壽命，提高設(shè)備的生命周期。
　　本課題圍繞張力控制系統(tǒng)，提出了基于模糊PID的閉環(huán)控制。該系統(tǒng)由DSC主控

2、制器、交流伺服電機(jī)、擺臂、實(shí)時(shí)反饋張力變化的編碼器構(gòu)成。其中交流伺服電機(jī)需要兩個(gè)，一個(gè)是收卷交流伺服電機(jī)，另一個(gè)是放卷交流伺服電機(jī)。
　　對(duì)于上述的張力控制系統(tǒng)進(jìn)行了組成介紹，分析了張力系統(tǒng)波動(dòng)因素，建立主要元件張力數(shù)學(xué)模型，介紹了張力系統(tǒng)控制原理，設(shè)計(jì)出基于STM32F4為主控芯片的DSC控制器解決方案，圍繞卷繞機(jī)張力控制部分進(jìn)行研究。具體包括硬件電路設(shè)計(jì)、軟件程序設(shè)計(jì)和張力系統(tǒng)控制算法設(shè)計(jì)三個(gè)部分。硬件電路方面，圍繞張力控制，

3、講解了主控制電路、編碼器輸入電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路。軟件程序設(shè)計(jì)方面，介紹了主控芯片的集成開發(fā)環(huán)境IAR Embedded Workbench、基于CMSIS應(yīng)用程序的構(gòu)架，通信原理及程序設(shè)計(jì)，中斷程序設(shè)計(jì)。另外，講解了伺服電機(jī)加減速控制原理，設(shè)計(jì)了S曲線加減速控制方案。
　　因鋰電池卷繞機(jī)張力系統(tǒng)為多輸入、耦合非線性時(shí)變系統(tǒng)，基于精確數(shù)學(xué)模型的傳統(tǒng)PID控制很難達(dá)到理想效果，而模糊控制具有不需精確數(shù)學(xué)模型的控制特點(diǎn)，更強(qiáng)的抗干擾