张学恒，赵 麒，毋天峰,3，周 骅

（1.贵州大学大数据与信息工程学院，贵阳 550025；2.贵州民族大学机械电子工程学院，贵阳 550025；3.贵州省光电子技术及应用重点实验室，贵阳 550025）

1 引言

在薄膜材料卷绕产业中，张力控制是最关键的技术之一。卷绕过程中，卷绕材料张力过大在纵向上容易造成褶皱，形成菊花状，甚至会使材料断裂；张力过小在横向上容易跑偏，发生抽芯现象。而对于电解电容的芯包这一特殊的结构，要求芯包呈现内紧外松的形态，故在卷绕过程中要求采取锥度卷绕的方式，即卷绕张力随卷绕半径的变化而变化。通过控制卷绕系统执行机构的扭矩是一个很好的改变卷绕张力的方法，而磁粉离合器正是通过控制励磁电流来实现扭矩改变，且磁粉离合器的输入与输出为线性关系，因此这一方法在卷绕系统的执行机构中有广泛的应用。但是磁粉离合器是以磁粉材料为工作介质的，磁粉材料的磁滞效应会降低系统的响应时间。针对此问题，在此提出基于模糊PID与Smith预估补偿控制机制的改进方法，并以Simulink进行仿真分析。

2 锥度张力分析

电解电容芯包卷绕系统由张力控制器、张力传感器、卷径检测传感器、磁粉离合器、功率放大器、牵引辊及驱动辊组成[1]。其控制系统机构如图1所示。改进设计采用直接张力检测方式，通过卷径检测传感器计算卷绕实时卷径，通过张力控制器中的锥度张力卷绕数学模型计算当前的张力，再把此张力设为卷绕系统期望值，并把由张力传感器测得卷绕的实际张力值作为反馈值，使得张力控制形成闭环，最终通过磁粉离合器控制驱动辊的扭矩，实现锥度张力控制[2]。……