机床与液压

作者：张俊豪，钟景田，程思竹，夏琴香，肖刚锋

单位：广州民航职业技术学院飞机维修工程学院；华南理工大学机械与汽车工程学院；广州民航职业技术学院飞机维修工程学院；华南理工大学机械与汽车工程学院；华南理工大学机械与汽车工程学院

关键词：叠片机;隔膜张力控制;摆杆摆角;自抗扰控制

基金：珠海市产学研合作项目（2220004002380）；广东省普通高校青年创新人才类项目（2024KQNCX217）；广州民航职业技术学院校级重点项目（23X1104）

锂电池叠片过程中，隔膜上的张力存在波动，影响电池性能和良品率。以某锂电池叠片机为研究对象，对隔膜输送路径及叠片段动力学模型进行分析，通过电子凸轮的方式对Z形叠片机构、储料辊及牵引辊的协同运动进行控制。以张力摆杆为张力波动控制目标，基于自抗扰控制算法调节张力摆角，并结合PID控制算法控制张力摆杆扭矩，实现张力控制，并设计控制框架。对扩张状态观测器和误差反馈控制律进行分析，完成叠片段隔膜张力自抗扰控制器的设计，通过Simulink仿真和试验验证张力控制效果。结果表明：叠片机隔膜自抗扰控制器具有良好的张力控制效果，隔膜张力稳定在设定值的-3.8%~4.5%之间，符合张力波动不超过±5%的生产要求；张力摆杆最大摆动角度为6.8°，稳定运行状态下张力摆杆摆动范围为-0.34°~0.59°。张力波动及摆杆摆动均能满足生产要求，从而证实了设计的电子凸轮曲线、张力PID控制器及摆角自抗扰控制器合理。

来源：2025年第20期

《机床与液压》期刊编辑部

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