线性自抗扰控制器在粗纱机中的应用

粗纱机是传统纺纱体系中不可缺少的设备。粗纱机传统的单机传动方式是由一个主电机通过若干轮系分别传动牵伸机构，结构十分复杂。一方面机械传动效果不精确，另一方面耗用的动力较多。新型粗纱机由电子计算机控制4个变频调速电机，分别传动牵伸系统、筒管系统、锭翼系统及龙筋升降系统，粗纱的牵伸、卷绕成形完全受控于电子计算机。计算机根据粗纱工艺及卷绕成形的软件指令控制各电机的速度，精确地完成粗纱的卷绕。

    在纺纱过程中，筒管的回转速度由恒速部分和变速部分组成，筒管的恒速部分跟锭速相等，筒管变速部分为卷绕速度，与筒管的卷绕直径成反比。筒管的转速控制是粗纱机传动系统控制的关键。在实际生产过程中，筒管转速受到很多干扰因素的影响，例如卷绕直径模型不准确，机械干扰等都容易引起卷绕线速度波动，使卷绕质量恶化。因此如何保持卷绕线速度恒定是粗纱机筒管速度控制的关键。

    为保证粗纱卷绕质量，粗纱在卷绕过程中要保持一定张力。目前对粗纱卷绕张力控制最实用的方法就是控制筒管转速随着粗纱卷绕半径不断的变大而逐渐降低，从而保持粗纱卷绕线速度恒定。将简化的线性自抗扰控制器应用在筒管转速控制中，可以提高卷绕线速度的稳定性，有效减少断纱，提高粗纱卷绕质量。试验结果证明，简化的线性自抗扰控制在实际工程中更为实用。

    线性自抗扰控制器由三部分组成，均采用非线性函数，而实际上如果对其进行线性简化同样可以得到性能优良的控制器，而且能减少参数，简单计算。简化的线性自抗扰控制器继承了ADRC的优点：不需要具体的数学模型；不需要积分环节就能实现无静差，避免了积分反馈的副作用。除此之外，可大大减少LADRC参数，只需对几个参数进行调节即可。

    线性自抗扰控制器采用贝加莱Power Panel（ PP41）作为主控制系统，完成粗纱机的各项电气控制功能和数据运算，采用贝加莱伺服驱动器（ACOPOS）作为调速系统，通过线性自抗扰控制器控制筒管转速，保证卷绕线速度恒定。通过在上海二纺机有限公司EJK211型粗纱机上试验，系统在LADRC控制下成功消除了现场各种干扰，筒管转速在直径不断增大的情况下逐渐降低，线速度保持恒定，保证了粗纱的卷绕质量，断纱、坏纱情况也有了一定改善。

    实践证明，简化的线性自抗扰控制器在粗纱卷绕速度控制项目中具有良好的控制效果，尤其在有复杂干扰环境中，自抗扰控制器表现出了良好的适应性。□ 贝家来