刘 洁，魏金成，伍 林

（西华大学 电气信息学院，成都 610039）

0 引言

往复走丝线切割技术虽然有了快速的发展，但与国外的线切割技术相比，在加工精度和效率方面还是有一定的差距。往复走丝电火花线切割有成本低，能够切割厚度很大的工件等优点，故广泛应用于许多领域之中。张力控制系统是影响加工精度和效率的重要指标，实现张力值的精确控制和张力分布的均匀性控制将会大大改善工件的表面质量。本文用神经网络和模糊PID控制来实现对张力系统的控制与分析。

1 控制系统模型的建立

往复走丝线切割机床的张力控制系统主要由力矩电机、张力传感器、储丝筒、导轮、排丝机构等组成。根据电机的特性和机械控制理论相关知识，建立执行机构的数学模型，可以得出简化后的伺服电机的平衡方程式：

式中，T为电极丝张力，R为储丝筒半径，M0为丝与储丝筒的摩擦力矩，M1为输出转矩，J为储丝筒的转动惯量，ω(t)为储丝筒随时间变化的角速度。张力控制系统的传递函数主要由电机传递函数和张力轮传递函数组成。若不考虑张紧轮摩擦阻力的影响，张紧轮传递函数可看作一个比例环节，故张力控制系统传递函数为：

式中J为时间常数，K为常数。模糊PID控制系统的结构如图1所示。

图1 PID控制结构框图

2 神经网络模糊PID控制器的设计与算法

2.1 模糊控制器的设计

神经网络模糊PID控制器是由神经网络和模糊控制器共同构成，模糊PID控制的很大优点就是不需要精确的数学模型，也可得到良好的鲁棒性能。……