一种同步牵引系统及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种牵引机械装置，特别涉及一种同步牵引系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002] 目前，很多现有技术中的中空板牵引机只有下辊有动力，上辊是被动。因为是一台 减速机带动链轮，然后带动下辊齿转动，工作时上辊不能跟下辊压的很紧，压紧的容易导致 中空板变形。这样导致了上辊在不能压紧的情况下出现打滑的现象，并且下部传动的齿轮 为直齿齿轮，传动的间隙比较大，误差随之而来。
[0003] 而现有技术中的一些中空板牵引机也带有上下辊分别有动力的双动力驱动系统， 及其相应的同步装置。但这种同步装置的PID控制器的参数设定具有一定的缺陷。
[0004] PID控制器的重点和难点就是确定比例系数KP，积分系数Ki和微分系数K D，即PID 控制器参数的整定。目前，国内外对于PID参数整定的方法也有多年的研宄经验。工程上通 常采用的整定方法有扩充临界比例梯度法（Ζ-Ν法）、衰减曲线法、归一化法等。其中扩充临 界比例梯度法和归一化法实质上一样，思想是先去掉微分和积分作用，使控制系统为单纯 的比例控制，逐渐加大比例系数，使系统出现等幅震荡，此时控制系统的比例系数称为临界 比例增益K c，振荡周期称为临界振荡周期Tc，然后根据控制度和经验公式确定比例系数ΚΡ， 积分系数&和微分系数K d三个参数。飞升特性曲线法指当已知系统的过渡过程曲线，用作 图法来确定系数的滞后时间，被控对象的时间常数和两者的比例，然后查表求得PID控制 参数。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题在于，提供了一种上下同步牵引机及其控制装置。本 发明克服现有中空板牵引机的不足，采用上下传动，在减速机传动的同时上下辊全部同步 传动，这样可以连续不间断的同步让牵引不打滑，加大摩擦力，大大提高了生产效率，中空 板牵引机从传统的平键连接改成平键+涨紧套连接，提高了斜齿轮与辊轴的误差，改善了 传动性能。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种同步牵引系统，包括：上辊，下辊，齿轮， 齿轮轴，所述牵引机设有主动系统；所述主动系统通过减速机带动链轮，链轮带动下部辊 筒，下部辊筒带动下齿轮，实现下齿轮带动上齿轮的上下同步传动。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明又提供了一种同步牵引系统，包括：上辊，下辊，齿 轮，齿轮轴，所述牵引机设有从动系统；从动系统直接带动下部辊筒，下部辊筒带动下齿轮， 然后下齿轮带动上齿轮实现上下同步传动。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明还提供了一种同步牵引系统，包括：上辊，下辊，齿 轮，齿轮轴，所述牵引机设有主动系统、从动系统和同步控制装置；所述主动系统通过减速 机带动链轮，链轮带动下部辊筒，下部辊筒带动下齿轮，实现下齿轮带动上齿轮的上下同步 传动；所述从动系统直接带动下部辊筒，下部辊筒带动下齿轮，然后下齿轮带动上齿轮实现 上下同步传动；所述同步控制装置，由于同步控制所述主动系统和从动系统，确保实现上下 同步传动。
[0009] 所述同步牵引系统，可以进一步包括：连接盘，十字连接，固定板和轴承。
[0010] 所述齿轮为3个；齿轮I为右旋，齿轮III为左旋，齿轮II齿数为20~40,优选 为29 ;所述齿轮I和齿轮III的模数为2~10,优选为6 ;所述齿轮I和齿轮III的的齿数 为45~55,优选为51，所述齿轮I和齿轮III的的螺旋角β为10~16度，优选为14度； 所述齿轮I和齿轮III的的齿形角α为15~25度，优选为21度。
[0011] 为解决上述技术问题，本发明还提供了一种同步控制方法，其特征在于，所述同步 控制方法采用主从方式同步控制的技术手段，从动缸根据主动缸的位移变化及时做出响应 以跟随主动缸的位移，从而达到上下同步运动的效果；所述同步控制装置对主动缸无位移 控制，只将主动缸和从动缸的位移差值做为反馈环节，输入给从动缸的电液比例阀，从动缸 电液比例阀及时做出动态响应跟随主动缸的位移，实现上下齿轮同步运转。
[0012] 所述同步控制方法中可以使用PID控制器；所述PID控制器的PID控制参数，采用 如下步骤实现：
[0013] ①置调节器积分时间T1 = C?，微分时间Td= 0,将比例系数Kp按经验设置的初始 条件下，将系统投入运行，整定比例系数Kp;若曲线振荡频繁，则加大比例系数；若曲线超调 量大，且趋于非周期过程，则减小比例系数，直到求得满意的4:1过渡过程曲线；
[0014] ②引入积分作用，此时增大上述比例系数Kp到原来的1. 2倍；将T Σ由大到小进行 整定；若曲线波动较大，则应增大积分时间T1;若曲线偏离给定值后长时间回不来，则需减 小T 1，以取得较好的过渡过程曲线；
[0015] ③引入微分作用，将其按经验值或按Td= (1/3-1/4)1^设置，并由小到大加入；若 曲线超调量大而衰减慢，则需增大Td;若曲线振荡厉害，则应减小T D;通过观察曲线调整比 例系数K1^PT1，直到求得满意的过渡过程曲线为止，即可得比例、积分、微分系数的整定值。
[0016] 为解决上述技术问题，本发明再提供了一种用于同步控制的模糊PID控制方法， 包括：模糊推理步骤和常规PID步骤；
[0017] 所述模糊推理步骤，包括输入偏差变化率eC和偏差e，并输出修正参数Λ Κρ、Λ Kp ΔΚ?；
[0018] 所述模糊推理步骤，进一步包括运行中根据e和ec的变化和模糊控制规则不断修 改Kp、K i、Kd这3个参数，从而改善被控对象的动、静态性能的过程。
[0019] 所述输出的参数Kp、Ki、Kd可以由公式（4)表示：
【主权项】
1. 一种同步牵引系统，包括：上辊，下辊，齿轮，齿轮轴，其特征在于，所述牵引机设有 主动系统；所述主动系统通过减速机带动链轮，链轮带动下部辊筒，下部辊筒带动下齿轮， 实现下齿轮带动上齿轮的上下同步传动。
2. -种同步牵引系统，包括：上辊，下辊，齿轮，齿轮轴，其特征在于，所述牵引机设有 从动系统；从动系统直接带动下部辊筒，下部辊筒带动下齿轮，然后下齿轮带动上齿轮实现 上下同步传动。
3. -种同步牵引系统，包括：上辊，下辊，齿轮，齿轮轴，其特征在于，所述牵引机设有 主动系统、从动系统和同步控制装置；所述主动系统通过减速机带动链轮，链轮带动下部辊 筒，下部辊筒带动下齿轮，实现下齿轮带动上齿轮的上下同步传动；所述从动系统直接带动 下部辊筒，下部辊筒带动下齿轮，然后下齿轮带动上齿轮实现上下同步传动；所述同步控制 装置，由于同步控制所述主动系统和从动系统，确保实现上下同步传动。
4. 根据权利要求1~3中任一项所述同步牵引系统，其特征在于，进一步包括：连接 盘，十字连接，固定板和轴承。
5. 根据权利要求1~4中任一项所述同步牵引系统，其特征在于，所述齿轮为3个；齿 轮I为右旋，齿轮ΠΙ为左旋，齿轮II齿数为20~40,优选为29 ;所述齿轮I和齿轮III 的模数为2~10,优选为6 ;所述齿轮I和齿轮III的的齿数为45~55,优选为51，所述齿 轮I和齿轮III的的螺旋角β为10~16度，优选为14度；所述齿轮I和齿轮III的的齿 形角α为15~25度，优选为21度。
6. -种同步控制方法，其特征在于，所述同步控制方法采用主从方式同步控制的技术 手段，从动缸根据主动缸的位移变化及时做出响应以跟随主动缸的位移，从而达到上下同 步运动的效果；所述同步控制装置对主动缸无位移控制，只将主动缸和从动缸的位移差值 做为反馈环节，输入给从动缸的电液比例阀，从动缸电液比例阀及时做出动态响应跟随主 动缸的位移，实现上下齿轮同步运转。
7. 根据权利要求6所述同步控制方法，其特征在于，所述同步控制方法中使用PID控制 器；所述PID控制器的PID控制参数，采用如下步骤实现： ① 置调节器积分时间T1 = C?，微分时间Td= 0,将比例系数Kp按经验设置的初始条件 下，将系统投入运行，整定比例系数Kp;若曲线振荡频繁，则加大比例系数；若曲线超调量 大，且趋于非周期过程，则减小比例系数，直到求得满意的4:1过渡过程曲线； ② 引入积分作用，此时增大上述比例系数Kp到原来的1. 2倍；将1\由大到小进行整定； 若曲线波动较大，则应增大积分时间T1;若曲线偏离给定值后长时间回不来，则需减小T U 以取得较好的过渡过程曲线； ③ 引入微分作用，将其按经验值或按Td= (1/3-1/4)1^设置，并由小到大加入；若曲线 超调量大而衰减慢，则需增大Td;若曲线振荡厉害，则应减小T D;通过观察曲线调整比例系 数K1^PT1，直到求得满意的过渡过程曲线为止，即可得比例、积分、微分系数的整定值。
8. -种用于同步控制的模糊PID控制方法，其特征在于，包括：模糊推理步骤和常规 PID步骤； 所述模糊推理步骤，包括输入偏差变化率eC和偏差e，并输出修正参数ΛΚρ、ΛΚρ ΔΚ?； 所述模糊推理步骤，进一步包括运行中根据e和ec的变化和模糊控制规则不断修改 Kp、Ki、Kd这3个参数，从而改善被控对象的动、静态性能的过程。
9. 根据权利要求8所述用于同步控制的模糊PID控制方法，其特征在于，所述输出的参 数HKd由公式⑷表示：
式中，1(/、1(/、1(/为预整定值，八1(1)、八1^、八1((1为修正参数。
10. -种如权利要求6-7中任一项所述的同步控制方法，和/或，如权利要求8-9中任 一项所述的用于同步控制的模糊PID控制方法，在如权利要求1-5中任一项所述的同步牵 引系统中的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种同步牵引系统，包括：上辊，下辊，齿轮，齿轮轴，所述牵引机设有主动系统；所述主动系统通过减速机带动链轮，链轮带动下部辊筒，下部辊筒带动下齿轮，实现下齿轮带动上齿轮的上下同步传动。本发明同步牵引系统，也可以包括：上辊，下辊，齿轮，齿轮轴，所述牵引机设有从动系统；从动系统直接带动下部辊筒，下部辊筒带动下齿轮，然后下齿轮带动上齿轮实现上下同步传动。本发明克服现有中空板牵引机的不足，大大提高了生产效率，中空板牵引机从传统的平键连接改成平键+涨紧套连接，提高了斜齿轮与辊轴的误差，改善了传动性能。
【IPC分类】B65H20-02, B65H79-00, B65H43-00
【公开号】CN104743393
【申请号】CN201510080806
【发明人】朱在全, 刘成功, 鹿钜志
【申请人】青岛鑫泉塑料机械有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年2月13日