科创中国

本发明公开了一种恒张力控制装置及控制方法，包括第一导向轮、浮动滑轮组件、第二导向轮、测量监控机构、导向轮安装板、第三导向轮、底板、驱动机构和编码器；基材的一端绕附于所述收卷滚筒，其另一端自所述收卷滚筒依次穿过所述第三导向轮、测量监控机构、第二导向轮、第二导向轮和第一导向轮；驱动机构用于根据所述测量监控机构显示的基材的张力数值驱动所述收卷滚筒转动，以实现对所述基材的收卷或放卷从而使所述基材的张力保持恒定。本发明采用了电机驱动磁粉离合器作为执行机构，并使用浮动滑轮组件进行被动调节，对被控目标的张力起到良好的控制；并且采用前馈控制与反馈控制相结合的方法对被控目标的张力进行精确控制，提升了控制精度。

张力控制，指的是对在两个加工设备之间静止或作连续运动的被加工材料所受的张力进行自动控制的技术。传统的张力控制一般应用于造纸、印刷、包装、纺织印染等行业中。 目前市场上的张力控制方法，针对的是一侧放卷，一侧收卷的双端固定系统的恒张力控制，该方案已经较为成熟，能够满足行业的基本需求。在这些张力控制系统中，被控目标一直处于运动状态。而且，在这些张力控制系统中，被加工材料的两端导轮位置不变，通过调节放卷速度与收卷速度之间的速度差，使得张力根据控制需求变化。然而，当被加工材料两端的导轮存在相对位置变化，尤其是无法预测的变化时，例如两端分别位于两个不同的移动物体上时，目前的张力控制装置并不能保持张力恒定不超调。故亟需一种能在被控目标双端导轮存在相对位移时也能使用的张力控制装置。

本发明属于工业控制技术领域，更具体地，涉及一种恒张力控制装置及控制方法。张力控制，指的是对在两个加工设备之间静止或作连续运动的被加工材料所受的张力进行自动控制的技术。传统的张力控制一般应用于造纸、印刷、包装、纺织印染等行业中。目前市场上的张力控制方法，针对的是一侧放卷，一侧收卷的双端固定系统的恒张力控制，该方案已经较为成熟，能够满足行业的基本需求。在这些张力控制系统中，被控目标一直处于运动状态。而且，在这些张力控制系统中，被加工材料的两端导轮位置不变，通过调节放卷速度与收卷速度之间的速度差，使得张力根据控制需求变化。然而，当被加工材料两端的导轮存在相对位置变化，尤其是无法预测的变化时，例如两端分别位于两个不同的移动物体上时，目前的张力控制装置并不能保持张力恒定不超调。故亟需一种能在被控目标双端导轮存在相对位移时也能使用的张力控制装置。针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种恒张力控制装置及控制方法，由此解决连接两相对移动平台的基材张力不恒定的技术问题。

华中科技大学（Huazhong University of Science and Technology），简称华中大、华科大 ，位于湖北省武汉市，是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流”、“985工程

当给电机一个阶跃信号后，所述电机通过联轴器带动磁粉离合器的输入端转动，所述电机转动扭矩大于所述磁粉离合器设定扭矩，使两者之间产生差速转动，所述磁粉离合器的输出端扭矩即为驱动机构的预设扭矩.

本发明的恒张力控制装置根据测量监控机构显示基材的张力数值，通过驱动机构输出扭矩为固定值，使得基材张力恒定，并通过浮动滑轮组件防止超调，实现了对基材的恒张力控制

本发明的恒张力控制装置通过电机驱动磁粉离合器作为执行机构，可以大大提升控制精度

本发明的恒张力控制方法通过引入前馈控制器，通过对干扰信号进行预报算法以补偿干扰信号的影响，并通过B样条插值法将运动预报算法获得的离散值进行连续化，让系统进行提前动作，以抵消时滞对系统控制带来的不利影响，提高了恒张力装置的精度

本发明提出的恒张力控制装置可以应用于海上两船舶之间的绳索张力控制、空中双飞行器之间的柔性管道的恒张力控制，也可以用于两电线塔之间电线电缆的静态张力控制等，应用范围广泛。

本成果支持一次性专利打包出售。专利更名后由专利受让方独有，后续延伸专利也由专利受让方独有。