基于柱形容器缠绕特性的控制稳定性分析

摘要

针对玻璃纤维缠绕机在工作中由于张力不稳定导致的线型变化，以及在高速缠绕模式下的张力调节不稳定的问题，设计了自适应模糊PID控制策略以及适用于高速缠绕工况的滑模控制策略。首先，针对缠绕工况建立缠绕动力学模型、张力控制模型；其次，引入模糊PID控制策略和滑模控制策略分别对不同工况下的缠绕特性进行MATLAB-Simulink仿真，寻找最优控制策略；最后，基于被验证的最优控制策略进行实验。结果表明，在模糊PID控制的调节下，不同速度变化下的缠绕张力相对于无控制得到较好改善，提高了柱形容器在缠绕时的线性稳定性和张力稳定性。模糊PID控制对缠绕时的张力调节精度优于滑模控制，为大型管道缠绕设备提供了新的研究思路。

关键词

自动控制理论 / 纤维缠绕 / MATLAB-Simulink仿真 / 模糊PID控制 / 滑模控制 / 硬件实验