JPH0211504B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0211504B2 JPH0211504B2 JP57106449A JP10644982A JPH0211504B2 JP H0211504 B2 JPH0211504 B2 JP H0211504B2 JP 57106449 A JP57106449 A JP 57106449A JP 10644982 A JP10644982 A JP 10644982A JP H0211504 B2 JPH0211504 B2 JP H0211504B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tension
- signal
- compensation
- deceleration
- mechanical loss
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H59/00—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators
- B65H59/38—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators by regulating speed of driving mechanism of unwinding, paying-out, forwarding, winding, or depositing devices, e.g. automatically in response to variations in tension
- B65H59/384—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators by regulating speed of driving mechanism of unwinding, paying-out, forwarding, winding, or depositing devices, e.g. automatically in response to variations in tension using electronic means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H2557/00—Means for control not provided for in groups B65H2551/00 - B65H2555/00
- B65H2557/20—Calculating means; Controlling methods
- B65H2557/262—Calculating means; Controlling methods with key characteristics based on feed forward control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H2701/00—Handled material; Storage means
- B65H2701/30—Handled filamentary material
- B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments
Landscapes
- Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)
- Tension Adjustment In Filamentary Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、帯状物例えば糸などの制御対象を高
速で巻き取りまたは送り出すとき、その制御対象
の張力を電気的に制御する装置に関する。
速で巻き取りまたは送り出すとき、その制御対象
の張力を電気的に制御する装置に関する。
例えばたて糸糊付機には、巻取装置が設けられ
ている。この巻取装置は、モータの回転力によ
り、糸を高速で一定の張力のもとに巻き取つてい
く。糸の張力が増加すると、糸切れなどが起きる
ため、その張力は高い精度のもとに制御されなけ
ればならない。
ている。この巻取装置は、モータの回転力によ
り、糸を高速で一定の張力のもとに巻き取つてい
く。糸の張力が増加すると、糸切れなどが起きる
ため、その張力は高い精度のもとに制御されなけ
ればならない。
特許出願人は、既にこの種の張力制御に有効な
制御系を開発している。その張力制御系は、フイ
ードバツク制御のもとに、巻き取り用の可変速型
直流モータの回転速度を供給電流により制御し、
同時に制御対象の糸の張力や巻取ビームの外径な
どを電気的に検出し、この検出信号を供給電流の
フイードバツク系に入力するようにしている。
制御系を開発している。その張力制御系は、フイ
ードバツク制御のもとに、巻き取り用の可変速型
直流モータの回転速度を供給電流により制御し、
同時に制御対象の糸の張力や巻取ビームの外径な
どを電気的に検出し、この検出信号を供給電流の
フイードバツク系に入力するようにしている。
上記張力制御技術は、従来のフリクシヨン巻取
方式または変速モータ巻取方式に比較して、高精
度で安定な高速巻取制御を可能とした。しかし今
日、さらに高速で、しかも低張力に対応できる張
力制御技術が望まれている。
方式または変速モータ巻取方式に比較して、高精
度で安定な高速巻取制御を可能とした。しかし今
日、さらに高速で、しかも低張力に対応できる張
力制御技術が望まれている。
上記の要求を実現するためには、２つの事項が
充足されなければならない。その１つは、モータ
および機械系の時定数を可及的に小さくし、ハイ
レスポンスを実現することである。他の１つは、
制御系の問題で、速い応答の電流制御のもとで、
目標値としての張力に対応する電流指令を出して
おき、フイードバツク張力制御系の比例ゲインを
低く設定して、外乱に対して強い制御系を構成
し、瞬時的な張力変動に対しては微分動作によ
り、また長い時間に対する張力変動に対しては積
分動作でそれぞれ対応し、制御の安定化を計るこ
とである。
充足されなければならない。その１つは、モータ
および機械系の時定数を可及的に小さくし、ハイ
レスポンスを実現することである。他の１つは、
制御系の問題で、速い応答の電流制御のもとで、
目標値としての張力に対応する電流指令を出して
おき、フイードバツク張力制御系の比例ゲインを
低く設定して、外乱に対して強い制御系を構成
し、瞬時的な張力変動に対しては微分動作によ
り、また長い時間に対する張力変動に対しては積
分動作でそれぞれ対応し、制御の安定化を計るこ
とである。
一方、すでに述べたように、この種の制御系
は、フイードバツク制御を基本としている。この
ため制御系に時間遅れがあり、また乱調が起き易
い状態にある。張力制御系の比例ゲインが低く設
定されていると、乱調が起きにくい状態にあると
はいえ、完全に抑えられているわけでもない。こ
の乱調の原因は、モータその他の回転機械部分の
機械損失、加減速時における回転エネルギーの変
動および起動時の糸の過渡的な変化に起因してい
る。そしてこれらの機械損失や回転エネルギーの
変動などは機械系や電気制御系に固有のものであ
り、予め計算により求められる。発明者は、その
点に着目し、高速でしかも低張力に適応する理想
的な制御の開発を試みた。
は、フイードバツク制御を基本としている。この
ため制御系に時間遅れがあり、また乱調が起き易
い状態にある。張力制御系の比例ゲインが低く設
定されていると、乱調が起きにくい状態にあると
はいえ、完全に抑えられているわけでもない。こ
の乱調の原因は、モータその他の回転機械部分の
機械損失、加減速時における回転エネルギーの変
動および起動時の糸の過渡的な変化に起因してい
る。そしてこれらの機械損失や回転エネルギーの
変動などは機械系や電気制御系に固有のものであ
り、予め計算により求められる。発明者は、その
点に着目し、高速でしかも低張力に適応する理想
的な制御の開発を試みた。
したがつて本発明の目的は、機械損失や加減速
時の回転エネルギーの変動に対応する補償に有効
な張力制御装置を提供する点にある。上記目的の
もとに本発明は、フイードバツク制御方式の張力
制御部に、フイードフオワード制御系の機械損失
補償部および加減速補償部を付加し、これらの制
御動作により運転状況に応じて機械損失および加
減速時の補償量を逐次算出し、これを張力制御部
に加えることによつて、より完全な補償を行なう
ようにしている。
時の回転エネルギーの変動に対応する補償に有効
な張力制御装置を提供する点にある。上記目的の
もとに本発明は、フイードバツク制御方式の張力
制御部に、フイードフオワード制御系の機械損失
補償部および加減速補償部を付加し、これらの制
御動作により運転状況に応じて機械損失および加
減速時の補償量を逐次算出し、これを張力制御部
に加えることによつて、より完全な補償を行なう
ようにしている。
以下、本発明を図に示す一実施例にもとづいて
具体的に説明する。
具体的に説明する。
第１図は、本発明の電気式張力制御装置１をた
て糸糊付機の巻取装置２に適用した例を示してい
る。張力の制御対象としての糸３は、ロール４、
送出しロール５、ロール６を経てロール７、張力
検出ロール８、ロール９から巻取ビーム１０に巻
き取られていく。上記送出しロール５は、直流可
変速型のラインモータ１１により駆動される関係
にあり、このモータ１１は、送り速度制御装置１
２によつて制御されている。送り速度制御装置１
２は、送り速度設定器１３からの送り速度設定信
号VFを入力し、それにもとづいてラインモータ
１１に所定速度の回転を与え、また送出しロール
５の回転つまりラインモータ１１の回転をタコジ
エネレータ１４で検出し、そのタコジエネレータ
１４の出力としてのラインモータ速度信号VLを
帰還量とし、それを比較しながらフイードバツク
制御のもとに、ラインモータ１１の回転を制御す
る。この送り速度制御装置１２の特性は、速い応
答速度で安定している。
て糸糊付機の巻取装置２に適用した例を示してい
る。張力の制御対象としての糸３は、ロール４、
送出しロール５、ロール６を経てロール７、張力
検出ロール８、ロール９から巻取ビーム１０に巻
き取られていく。上記送出しロール５は、直流可
変速型のラインモータ１１により駆動される関係
にあり、このモータ１１は、送り速度制御装置１
２によつて制御されている。送り速度制御装置１
２は、送り速度設定器１３からの送り速度設定信
号VFを入力し、それにもとづいてラインモータ
１１に所定速度の回転を与え、また送出しロール
５の回転つまりラインモータ１１の回転をタコジ
エネレータ１４で検出し、そのタコジエネレータ
１４の出力としてのラインモータ速度信号VLを
帰還量とし、それを比較しながらフイードバツク
制御のもとに、ラインモータ１１の回転を制御す
る。この送り速度制御装置１２の特性は、速い応
答速度で安定している。
そして巻取ビーム１０は、制御対象の糸３とと
もに回転する回転体で、本発明の電気式張力制御
装置１によつて制御される関係にある。すなわち
電気式張力制御装置１の張力制御部１５は、電流
フイードバツクを補助帰還ループとし、張力フイ
ードバツクを主帰還ループとする制御系で、高い
精度の速度制御のもとに、張力設定器１６により
与えられた張力設定信号VTを入力し、これにも
とづいて直流可変速型のモータ１７の電流を制御
する。このモータ１７は、巻取ビーム１０を回転
させて、所定の張力のもとに糸３を巻き取つてい
く。ここで糸３の張力は、張力検出ロール８に現
われているが、その張力値は、張力検出器１８に
よつて電気的に検出され、張力検出信号VSとし
て張力制御部１５に帰還される。
もに回転する回転体で、本発明の電気式張力制御
装置１によつて制御される関係にある。すなわち
電気式張力制御装置１の張力制御部１５は、電流
フイードバツクを補助帰還ループとし、張力フイ
ードバツクを主帰還ループとする制御系で、高い
精度の速度制御のもとに、張力設定器１６により
与えられた張力設定信号VTを入力し、これにも
とづいて直流可変速型のモータ１７の電流を制御
する。このモータ１７は、巻取ビーム１０を回転
させて、所定の張力のもとに糸３を巻き取つてい
く。ここで糸３の張力は、張力検出ロール８に現
われているが、その張力値は、張力検出器１８に
よつて電気的に検出され、張力検出信号VSとし
て張力制御部１５に帰還される。
この張力制御部１５に対してデジタル式のフイ
ードフオワード制御系の機械損失補償部１９、加
減速補償部２０、起動補償部２１およびこれらの
補正部２２が付設されている。機械損失補償部１
９は、張力設定信号VTおよび回転速度検出器２
３からの回転速度信号VRを逐次入力して、機械
損失Ｍを算出し、この損失値に対応する補償信号
VMを上記張力制御部１５に出力する。また加減
速補償部２０は、ラインモータ速度信号VLおよ
び回転速度信号VRを入力し、回転体すなわち巻
取ビーム１０の外径検出およびラインモータ速度
信号VLの微分により微分値dVL／dtの検出を行な
い、加減速時に短時間にわたつて上記巻取ビーム
１０の回転エネルギーＡの変動に対応した補償信
号VAを発生し、機械損失補償部１９を通じてそ
の補償信号VAを上記張力制御部１５に出力する
他、モータ１７の界磁制御部２４を制御し、巻取
ビーム１０の巻取径に対応した回転トルクを発生
させる。また起動補償部２１は、起動スイツチ２
５の動作と対応し、加減速補償部２０および機械
損失補償部１９を通じて過渡的な補償信号VDを
張力制御部１５に印加する。また補正部２２は、
張力制御部１５の主帰還ループ（PiD制御）の
PiD出力Viを入力して、微調整用の補正計算を
し、その補正値α1，α2，α3を各部に送り込む。
ードフオワード制御系の機械損失補償部１９、加
減速補償部２０、起動補償部２１およびこれらの
補正部２２が付設されている。機械損失補償部１
９は、張力設定信号VTおよび回転速度検出器２
３からの回転速度信号VRを逐次入力して、機械
損失Ｍを算出し、この損失値に対応する補償信号
VMを上記張力制御部１５に出力する。また加減
速補償部２０は、ラインモータ速度信号VLおよ
び回転速度信号VRを入力し、回転体すなわち巻
取ビーム１０の外径検出およびラインモータ速度
信号VLの微分により微分値dVL／dtの検出を行な
い、加減速時に短時間にわたつて上記巻取ビーム
１０の回転エネルギーＡの変動に対応した補償信
号VAを発生し、機械損失補償部１９を通じてそ
の補償信号VAを上記張力制御部１５に出力する
他、モータ１７の界磁制御部２４を制御し、巻取
ビーム１０の巻取径に対応した回転トルクを発生
させる。また起動補償部２１は、起動スイツチ２
５の動作と対応し、加減速補償部２０および機械
損失補償部１９を通じて過渡的な補償信号VDを
張力制御部１５に印加する。また補正部２２は、
張力制御部１５の主帰還ループ（PiD制御）の
PiD出力Viを入力して、微調整用の補正計算を
し、その補正値α1，α2，α3を各部に送り込む。
さて第２図は、上記電気式張力制御装置１の具
体的な構成を示している。張力設定器１６の張力
設定信号VTは、加算点２６からPiD動作器２７に
入り、そこでPiD出力Viとなつて加算点２８，２
９および電流制御器３０を経て、モータ１７に目
標値としての張力に対応する電流を与えている。
電流制御器３０の出力すなわち電流値は、電流検
出器３１を経て加算点２９に負帰還される。この
ようにして電流制御器３０および電流検出器３１
は、補助帰還ループを形成し、モータ１７の電流
量により速度を制御する。一方、張力検出器１８
の張力検出信号VSは、加算点２６に負帰還され
る。この張力検出器１８は、PiD動作器２７とと
もに、主帰還ループを構成している。ここでPiD
動作器２７は、比例、微分、積分動作をし、張力
設定信号VTと張力検出信号VSとを比較し、その
偏差にもとづいて電流制御器３０を制御する。こ
の電流制御器３０は、双方向サイリスタなどで構
成されている。なお、定常時には、張力設定信号
VTと張力検出信号VSとが加算点で相殺されるか
ら、PiD動作器２７のPiD出力Viはゼロに近い。
そこで実質的な目標値は、後述するように、機械
損失補償部１９の内部で与えられる。
体的な構成を示している。張力設定器１６の張力
設定信号VTは、加算点２６からPiD動作器２７に
入り、そこでPiD出力Viとなつて加算点２８，２
９および電流制御器３０を経て、モータ１７に目
標値としての張力に対応する電流を与えている。
電流制御器３０の出力すなわち電流値は、電流検
出器３１を経て加算点２９に負帰還される。この
ようにして電流制御器３０および電流検出器３１
は、補助帰還ループを形成し、モータ１７の電流
量により速度を制御する。一方、張力検出器１８
の張力検出信号VSは、加算点２６に負帰還され
る。この張力検出器１８は、PiD動作器２７とと
もに、主帰還ループを構成している。ここでPiD
動作器２７は、比例、微分、積分動作をし、張力
設定信号VTと張力検出信号VSとを比較し、その
偏差にもとづいて電流制御器３０を制御する。こ
の電流制御器３０は、双方向サイリスタなどで構
成されている。なお、定常時には、張力設定信号
VTと張力検出信号VSとが加算点で相殺されるか
ら、PiD動作器２７のPiD出力Viはゼロに近い。
そこで実質的な目標値は、後述するように、機械
損失補償部１９の内部で与えられる。
上記張力設定信号VTは、機械損失補償部１９
にも入力され、A/D変換器３３によりデジタル
量に変換され、同様にA/D変換器３４で変換さ
れた回転速度信号VRとともに関数器３５に入力
される。この関数器３５は、低張力から高張力に
到るまでの各張力に関して、回転体の回転数（回
転速度）ごとに機械損失関数f2（VR，VT）をあら
かじめ記憶しており、その記憶内容にもとづいて
機械的損失を割り出す。機械損失関数f2（VR，
VT）は、第３図の折線近似曲線で求められる。
機械損失Ｍは、張力設定信号VTおよび回転速度
VRに比例して増加している。そして関数器３５
の出力は、係数器３６に入力される。ここで係数
器３６は、関数器３５の出力信号に設定器３７で
与えられた利得設定用の係数K3を掛け、これと
補正値α3とを加算点３８で加え、機械損失Ｍの補
償信号VMとして加算点３９に印加する。ここで
時間ｔの関数としての補償信号VM（ｔ）は、下記
の式で表わせる。
にも入力され、A/D変換器３３によりデジタル
量に変換され、同様にA/D変換器３４で変換さ
れた回転速度信号VRとともに関数器３５に入力
される。この関数器３５は、低張力から高張力に
到るまでの各張力に関して、回転体の回転数（回
転速度）ごとに機械損失関数f2（VR，VT）をあら
かじめ記憶しており、その記憶内容にもとづいて
機械的損失を割り出す。機械損失関数f2（VR，
VT）は、第３図の折線近似曲線で求められる。
機械損失Ｍは、張力設定信号VTおよび回転速度
VRに比例して増加している。そして関数器３５
の出力は、係数器３６に入力される。ここで係数
器３６は、関数器３５の出力信号に設定器３７で
与えられた利得設定用の係数K3を掛け、これと
補正値α3とを加算点３８で加え、機械損失Ｍの補
償信号VMとして加算点３９に印加する。ここで
時間ｔの関数としての補償信号VM（ｔ）は、下記
の式で表わせる。
VM（ｔ）＝K3・f2（VR，VT）＋α3（VR，VT）
一方、張力設定信号VTは、係数器４１で設定
器４０により与えられた係数K4を掛けられ、加
算点４２，３９を経てA/D変換器４３でアナロ
グ量に変換されてから張力制御部１５の加算点２
８に加えられる。上記係数器４１は、目標の張力
に対応する電流指令を電流制御器３０に常時与え
ている。したがつてPiD動作器２７のPiD出力Vi
は、すでに記載したように、定常状態ではゼロに
近い。このため張力制御部１５は、外乱に対して
安定な動作をする。なお、この係数器４１は、そ
の性質上から張力制御部１５の内部にあつてもよ
い。
器４０により与えられた係数K4を掛けられ、加
算点４２，３９を経てA/D変換器４３でアナロ
グ量に変換されてから張力制御部１５の加算点２
８に加えられる。上記係数器４１は、目標の張力
に対応する電流指令を電流制御器３０に常時与え
ている。したがつてPiD動作器２７のPiD出力Vi
は、すでに記載したように、定常状態ではゼロに
近い。このため張力制御部１５は、外乱に対して
安定な動作をする。なお、この係数器４１は、そ
の性質上から張力制御部１５の内部にあつてもよ
い。
次にタコジエネレータ１４の出力すなわちライ
ンモータ速度信号VLは、A/D変換器４４により
デジタル量に変換され、回転速度信号VRととも
に割算器４５に入力される。この割算器４５は、
それらの信号比から、送出しロール５に対する巻
取ビーム１０の巻取径を算出する。この割算器４
５の出力は、係数器４７で設定器４６の係数Ｈと
掛け算されて巻径信号VKとなり、界磁制御部２
４のD/A変換器４８および増幅器４９を経て、
モータ１７の界磁巻線５０に印加される。これに
より界磁制御部２４は、巻取ビーム１０の巻取径
の変化に対応してモータ１７の界磁電流を変化さ
せる。このようにして巻取ビーム１０の外径が糸
３の巻取りによつて変化しても、それに必要な巻
取トルクが与えられる。
ンモータ速度信号VLは、A/D変換器４４により
デジタル量に変換され、回転速度信号VRととも
に割算器４５に入力される。この割算器４５は、
それらの信号比から、送出しロール５に対する巻
取ビーム１０の巻取径を算出する。この割算器４
５の出力は、係数器４７で設定器４６の係数Ｈと
掛け算されて巻径信号VKとなり、界磁制御部２
４のD/A変換器４８および増幅器４９を経て、
モータ１７の界磁巻線５０に印加される。これに
より界磁制御部２４は、巻取ビーム１０の巻取径
の変化に対応してモータ１７の界磁電流を変化さ
せる。このようにして巻取ビーム１０の外径が糸
３の巻取りによつて変化しても、それに必要な巻
取トルクが与えられる。
また巻径信号VKは、減速補償器５１および加
速補償器５２に入力される。減速補償器５１およ
び加速補償器５２は、それぞれ減速時または加速
時における回転機械系の回転エネルギーＡの変動
を巻取ビーム１０の外径に応じて出力し、それを
補償信号VAの基礎となる信号として出力する。
加速時の回転エネルギーＡは、第４図に示すよう
に巻取ビーム１０の外径Ｒの変化によつて二次曲
線状に変化する。この関係は、減速時にも同様で
ある。したがつて減速補償器５１および加速補償
器５２は、その回転エネルギー関数f1（VK）に応
じた値を記憶しておき、それらを選択的に出力す
る。ラインモータ速度信号VLは、A/D変換器４
４でA/D変換された後に、微分器５３にも入力
されている。この微分器５３は、ラインモータ速
度信号VLの微分動作をし、微分値dVL／dtを算出
し、それを加減速時の過渡的な時間にわたつて係
数器５４および加減速識別器５５に出力してい
る。加減速識別器５５は、微分値dVL／dtの正負
符号を識別し、それにもとづいて識別信号Sα2を
発生し、切換スイツチ５６を操作する。この切換
スイツチ５６は、加速または減速時の関数を選択
的に係数器５４に出力するため、係数器５４は、
加速または減速時に対応した回転エネルギー変動
の出力を発生する。係数器５４の出力は、係数器
５８により設定器５７で与えられる利得設定用の
係数K2と掛け合わされた後、加算点５９で補正
値α2と加えられ準補償信号V′Aとなり、その後遅
延回路６０を経て補償信号VAとして加算点６１
に加えられる。
速補償器５２に入力される。減速補償器５１およ
び加速補償器５２は、それぞれ減速時または加速
時における回転機械系の回転エネルギーＡの変動
を巻取ビーム１０の外径に応じて出力し、それを
補償信号VAの基礎となる信号として出力する。
加速時の回転エネルギーＡは、第４図に示すよう
に巻取ビーム１０の外径Ｒの変化によつて二次曲
線状に変化する。この関係は、減速時にも同様で
ある。したがつて減速補償器５１および加速補償
器５２は、その回転エネルギー関数f1（VK）に応
じた値を記憶しておき、それらを選択的に出力す
る。ラインモータ速度信号VLは、A/D変換器４
４でA/D変換された後に、微分器５３にも入力
されている。この微分器５３は、ラインモータ速
度信号VLの微分動作をし、微分値dVL／dtを算出
し、それを加減速時の過渡的な時間にわたつて係
数器５４および加減速識別器５５に出力してい
る。加減速識別器５５は、微分値dVL／dtの正負
符号を識別し、それにもとづいて識別信号Sα2を
発生し、切換スイツチ５６を操作する。この切換
スイツチ５６は、加速または減速時の関数を選択
的に係数器５４に出力するため、係数器５４は、
加速または減速時に対応した回転エネルギー変動
の出力を発生する。係数器５４の出力は、係数器
５８により設定器５７で与えられる利得設定用の
係数K2と掛け合わされた後、加算点５９で補正
値α2と加えられ準補償信号V′Aとなり、その後遅
延回路６０を経て補償信号VAとして加算点６１
に加えられる。
ここで時間ｔの関数としての補償信号VA（ｔ）
および準補償信号V′A（ｔ）は、むだ時間設定器
６２によるむだ時間をT3としたとき、それぞれ
下記の式で表わせる。
および準補償信号V′A（ｔ）は、むだ時間設定器
６２によるむだ時間をT3としたとき、それぞれ
下記の式で表わせる。
VA（ｔ）＝V′A（ｔ−T3）
V′A（ｔ）
＝K2・f1（VK）・dVL／dt＋α2（VK）
このようにして加減速補償部２０は、送出しロ
ール５と巻取ビーム１０の回転比および加速およ
び減速との関連で、回転エネルギーＡの変動を算
出し、加算点４２を通じ、それを補償量として張
力制御部１５に印加する。
ール５と巻取ビーム１０の回転比および加速およ
び減速との関連で、回転エネルギーＡの変動を算
出し、加算点４２を通じ、それを補償量として張
力制御部１５に印加する。
一方、起動時には過渡的な張力変動が現われる
が、その起動時の張力補償は、起動補償部２１に
よつて行なわれる。すなわち起動スイツチ２５が
閉じたとき、その起動信号Sα1は、パルス発生器
６２に入力される。そのパルス発生器６２は、第
５図に示すように起動信号Sα1にもとづいてタイ
ミング設定器６３の立上りタイミングT1および
タイミング設定器６４の立下りタイミングT2で
与えられた時間にわたつてスイツチ６５をオンに
する。このため起動時の起動補償に対応する設定
器６６の利得設定値K1と補正値α1とが加算点６
７からスイツチ６５を経て加算点６１に印加さ
れ、最終的に張力制御部１５に送り込まれる。こ
こで時間ｔの関数の補償信号Vd（ｔ）は、起動信
号Sα1の単位ステツプ関数をｕ（ｔ）としたとき、
下記の式で求められる。
が、その起動時の張力補償は、起動補償部２１に
よつて行なわれる。すなわち起動スイツチ２５が
閉じたとき、その起動信号Sα1は、パルス発生器
６２に入力される。そのパルス発生器６２は、第
５図に示すように起動信号Sα1にもとづいてタイ
ミング設定器６３の立上りタイミングT1および
タイミング設定器６４の立下りタイミングT2で
与えられた時間にわたつてスイツチ６５をオンに
する。このため起動時の起動補償に対応する設定
器６６の利得設定値K1と補正値α1とが加算点６
７からスイツチ６５を経て加算点６１に印加さ
れ、最終的に張力制御部１５に送り込まれる。こ
こで時間ｔの関数の補償信号Vd（ｔ）は、起動信
号Sα1の単位ステツプ関数をｕ（ｔ）としたとき、
下記の式で求められる。
Vd（ｔ）＝（K1＋α1）
｛ｕ（ｔ−T1）
−ｕ（ｔ−T1−T2）｝
このようにして機械損失補償部１９、加減速補
償部２０および起動補償部２１は、機械損失、加
減速時の回転エネルギーおよび起動時の補償量を
予め算出し、それを張力制御部１５の加算点２８
に印加する。したがつて高精度の張力制御が可能
となる。
償部２０および起動補償部２１は、機械損失、加
減速時の回転エネルギーおよび起動時の補償量を
予め算出し、それを張力制御部１５の加算点２８
に印加する。したがつて高精度の張力制御が可能
となる。
一方、補正部２２は、PiD出力Viを入力して、
これから前記の補正値α1，α2，α3を計算し、加算
点３８，５９，６７に出力する。すなわちPiD出
力Viは、A/D変換器６８によりデジタル量に変
換されて、計算器６９に送られる。ここで計算器
６９は、前記の補償結果をPiD出力Viの変化によ
つてチエツクし、補正値α1，α2，α3を算出して、
上記補償式に補正量として加える。なお、起動補
正および加減速補正の計算は、起動信号Sα1、識
別信号Sα2の指令によつて行なわれる。このため
機械損失補償部１９、加減速補償部２０および起
動補償部２１は、一種の学習機能をもちそれぞれ
の補償量を修正していく。
これから前記の補正値α1，α2，α3を計算し、加算
点３８，５９，６７に出力する。すなわちPiD出
力Viは、A/D変換器６８によりデジタル量に変
換されて、計算器６９に送られる。ここで計算器
６９は、前記の補償結果をPiD出力Viの変化によ
つてチエツクし、補正値α1，α2，α3を算出して、
上記補償式に補正量として加える。なお、起動補
正および加減速補正の計算は、起動信号Sα1、識
別信号Sα2の指令によつて行なわれる。このため
機械損失補償部１９、加減速補償部２０および起
動補償部２１は、一種の学習機能をもちそれぞれ
の補償量を修正していく。
起動時の補正値α1、加減速時の補正値α2および
機械損失の補正値α3は、それぞれ下記の計算式に
より求められる。
機械損失の補正値α3は、それぞれ下記の計算式に
より求められる。
まず、起動時の補正値α1は、PiD出力Viがゼロ
に整定するまでの時間Ｔ≧ｔとして、∫T 0Vidt＝
０、
N 〓k=0 Vi（kT／Ｎ）＝０となるように、補正値α1の値 を決める。すなわち次回の補正値α1、ｎ＋１は下
記式で表わせる。
に整定するまでの時間Ｔ≧ｔとして、∫T 0Vidt＝
０、
N 〓k=0 Vi（kT／Ｎ）＝０となるように、補正値α1の値 を決める。すなわち次回の補正値α1、ｎ＋１は下
記式で表わせる。
α1、ｎ＋１＝α1、ｎ＋１／Ｔ∫T 0Vidt
＝α1、ｎ＋１／ＮN
〓k=0
Vi（kT／Ｎ）
第６図は、PiD出力Viに関して、起動補償した
ときの変化曲線（実線）と起動補償しないときの
曲線（破線）を示している。補償時では変動量が
押えられているが、無補償時には大きなオーバシ
ユートが現われる。
ときの変化曲線（実線）と起動補償しないときの
曲線（破線）を示している。補償時では変動量が
押えられているが、無補償時には大きなオーバシ
ユートが現われる。
つぎに加減速時の補正値α2（VK）は、上記と同
様に下記の式で求められる。
様に下記の式で求められる。
α2（VK）o+1＝α2（VK）o＋１／Ｔ∫T 0Vidt
＝α2（VK）o＋１／ＮN
〓k=0
Vi（kT／Ｎ）
また、機械損失の補正値α3（VR，VT）は、以下
のようにして求める。機械損失関数f2（VR，VT）
が区間〔VR1，VT1〕で一つの直線で近似されて
おり、VR（t1）＝VR1，VR（t2）＝VR2とすれば、整
定時間Ｔ＝t2−t1として、∫t2 t1＝０、
N 〓k=0 Vi（kT／Ｎ）＝０となるように、補正値α3 （VR，VT）を決める。すなわち次回の補正量α3
（VR，VT）o+1は、下記の式から求める。
のようにして求める。機械損失関数f2（VR，VT）
が区間〔VR1，VT1〕で一つの直線で近似されて
おり、VR（t1）＝VR1，VR（t2）＝VR2とすれば、整
定時間Ｔ＝t2−t1として、∫t2 t1＝０、
N 〓k=0 Vi（kT／Ｎ）＝０となるように、補正値α3 （VR，VT）を決める。すなわち次回の補正量α3
（VR，VT）o+1は、下記の式から求める。
α3（VR，VT）o+1
＝α3（VR，VT）o＋１／Ｔ∫t2 t1Vidt
＝α3（VR，VT）o＋１／ＮN
〓k=0
Vi（kT／Ｎ）
なお、上記実施例は、巻取ビーム１０に関して
本発明の電気式張力制御装置１を適用している
が、この装置は送り出しビームに応用することも
できる。また、制御対象は、糸や織布の処理に限
定されず、紙、フイルムシートなどの薄板状帯、
あるいは線条材料の巻取りや送りにも利用でき
る。
本発明の電気式張力制御装置１を適用している
が、この装置は送り出しビームに応用することも
できる。また、制御対象は、糸や織布の処理に限
定されず、紙、フイルムシートなどの薄板状帯、
あるいは線条材料の巻取りや送りにも利用でき
る。
本発明では、フイードバツク制御系の張力制御
部に対し、機械損失補償部、加減速補償部が附設
されており、回転部の機械損失に対応する補償お
よび加減速時における回転エネルギーの変動が常
時補償されるから、高い精度のもとに張力設定が
可能となる。したがつて本発明は、制御対象とし
ての糸の他、紙、フイルムシートなどの巻取りま
たは送出し時に、低い設定張力のもとに、巻き取
りまたは送り出しを可能とする。
部に対し、機械損失補償部、加減速補償部が附設
されており、回転部の機械損失に対応する補償お
よび加減速時における回転エネルギーの変動が常
時補償されるから、高い精度のもとに張力設定が
可能となる。したがつて本発明は、制御対象とし
ての糸の他、紙、フイルムシートなどの巻取りま
たは送出し時に、低い設定張力のもとに、巻き取
りまたは送り出しを可能とする。
第１図は巻取装置に本発明の電気式張力制御装
置を組込んだ実施例のブロツク線図、第２図は本
発明の電気式張力制御装置のブロツク線図、第３
図は機械損失のグラフ、第４図は回転エネルギー
変動のグラフ、第５図は起動時のタイミングチヤ
ート図、第６図は起動時の過渡現象のグラフであ
る。 １…電気式張力制御装置、２…巻取装置、３…
制御対象としての糸、１０…回転体としての巻取
ビーム、１５…張力制御部、１６…張力設定器、
１７…モータ、１８…張力検出器、１９…機械損
失補償部、２０…加減速補償部、２１…起動補償
部、２２…補正部、２３…回転速度検出器。
置を組込んだ実施例のブロツク線図、第２図は本
発明の電気式張力制御装置のブロツク線図、第３
図は機械損失のグラフ、第４図は回転エネルギー
変動のグラフ、第５図は起動時のタイミングチヤ
ート図、第６図は起動時の過渡現象のグラフであ
る。 １…電気式張力制御装置、２…巻取装置、３…
制御対象としての糸、１０…回転体としての巻取
ビーム、１５…張力制御部、１６…張力設定器、
１７…モータ、１８…張力検出器、１９…機械損
失補償部、２０…加減速補償部、２１…起動補償
部、２２…補正部、２３…回転速度検出器。
Claims (1)
- １ 制御対象とともに回転する回転体を駆動する
可変速型のモータと、このモータの回転速度を検
出し回転速度信号を発生する回転速度検出器と、
制御対象の張力を検出して張力検出信号を発生す
る張力検出器と、張力設定信号を発生する張力設
定器と、上記の張力設定信号および張力検出信号
を入力し上記モータの回転を制御するフイードバ
ツク制御系の張力制御部と、上記の張力設定信号
および回転速度信号を入力して電気機械系の機械
損失を算出しこの機械損失に対応する補償信号を
上記張力制御部の加算点に出力するフイードフオ
ワード制御系の機械損失補償部と、上記回転体の
外径を検出して加減速時に短時間にわたつて上記
回転体の回転エネルギーの変動に対応した補償信
号を上記張力制御部の加算点に出力するフイード
フオワード制御系の加減速補償部とを具備するこ
とを特徴とする電気式張力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10644982A JPS58224946A (ja) | 1982-06-21 | 1982-06-21 | 電気式張力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10644982A JPS58224946A (ja) | 1982-06-21 | 1982-06-21 | 電気式張力制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58224946A JPS58224946A (ja) | 1983-12-27 |
| JPH0211504B2 true JPH0211504B2 (ja) | 1990-03-14 |
Family
ID=14433916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10644982A Granted JPS58224946A (ja) | 1982-06-21 | 1982-06-21 | 電気式張力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58224946A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3903214A1 (de) * | 1989-02-03 | 1990-08-09 | Sahm Georg Fa | Wickelvorrichtung fuer einen faden, insbesondere fuer einen faden mit angenaeherter nulldehnung |
| JP7179242B1 (ja) * | 2022-04-18 | 2022-11-28 | 三菱電機株式会社 | 張力制御装置および張力制御システム |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5644142A (en) * | 1979-09-14 | 1981-04-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Tape take-up unit |
-
1982
- 1982-06-21 JP JP10644982A patent/JPS58224946A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58224946A (ja) | 1983-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4278213A (en) | Control arrangement for a roll carrier | |
| US4381478A (en) | Control system for a linear synchronous motor | |
| US3713009A (en) | System for regulating the speed of an axially driven winder drive | |
| JPH0211504B2 (ja) | ||
| US2943809A (en) | Tension control apparatus | |
| JPH0699063B2 (ja) | 慣性張力補償巻取繰出し装置 | |
| JPH0220545B2 (ja) | ||
| US5268626A (en) | Digital proportional integral and derivative control system | |
| JPH10236707A (ja) | ウェブ搬送系のモータ回転数比制御方法及び装置 | |
| JPH0220548B2 (ja) | ||
| JPH06206655A (ja) | 張力制御装置 | |
| SU1043591A1 (ru) | Самонастраивающа с система автоматического регулировани | |
| JPH01104860A (ja) | 織機における経糸送り出し制御方法 | |
| JPH02142610A (ja) | 圧延機の自動板厚制御装置 | |
| JPS62259968A (ja) | 張力制御装置 | |
| JPS5521358A (en) | Apparatus for controlling operation of take-up motion | |
| JPH0218263A (ja) | インバータ | |
| JP3696811B2 (ja) | 張力制御用電動機の速度／トルク制御装置 | |
| SU528542A1 (ru) | Устройство дл управлени позиционным электроприводом | |
| JPH0519865A (ja) | 張力制御装置 | |
| JPH05336776A (ja) | 同期機の始動装置 | |
| JPS6347077B2 (ja) | ||
| JPS621170Y2 (ja) | ||
| SU904174A1 (ru) | Частотно-регулируемый электропривод | |
| JPH04341463A (ja) | パーンワインダーの駆動方法 |