李江波，陈德传，张培娟

(杭州电子科技大学智能控制与机器人研究所，浙江杭州310018)

0 引言

在各类带材生产中，需多电机进行速度－张力协调控制。目前对张力控制要求较高的生产设备大多采用在线张力检测装置(由一根浮动式导辊与分别安装在其两端的两只张力传感器，及机械辅助装置组成)对张力进行实时检测［1］，该方案存在着易受机械振动干扰的影响问题，且传感器需定期校准标定，维护量大。也有采用磁粉制动器代替放卷电机，但其缺点是能耗大［2］、易发热［3、4］。此外，带材放卷过程中主要要求张力稳定且不受卷径的大范围变化影响［5］，对放卷张力的稳定度要求高，而对放卷张力的绝对误差要求不是很高［6］。为此，本文探讨一种无需张力传感器的张力观测方法及其实现技术，希望既能实时观测张力，又能省去复杂的张力直接检测装置，简化测控系统结构。

1 带材放卷过程对张力测控的要求

在带材放卷过程中，要进行恒张力控制，当张力一定时，放卷速度与进给速度也处于同步协调状态，本文研究的张力观测器主要用于塑料薄膜等柔性带材的生产过程，其测控系统的基本组成框图如图1所示。

图1中M1、M2分别为放卷电机与进给电机，均为异步电动机;PG1、PG2分别是安装在M1、M2轴上的光电编码器;VVVF为矢量变频器。电机M2作为主机，工作于速度方式，以决定整机运行速度;电机M1工作于最高速度受主机M2速度约束的力矩控制方式;V1、V2分别是放卷线速度、进给线速度(单位:m/s);F1为带材张力(单位:N);R1、R2分别是放卷半径、进给辊半径(单位:m);n1、n2分别是放卷辊转速、进给辊转速(单位:r/min)。……