遗传算法在恒张力控制系统中的应用

胡晓锐，骆艳洁，麦云飞

(上海理工大学 机械工程学院，上海 200093)

遗传算法在恒张力控制系统中的应用

胡晓锐，骆艳洁，麦云飞

(上海理工大学 机械工程学院，上海 200093)

文中以锂离子电池卷绕机的隔膜张力系统为研究对象，分析隔膜张力控制系统的力学模型，认为该系统是一个非线性的时变系统。针对卷绕速度的变化引起张力波动的问题，运用遗传算法对PID控制参数进行自动寻优，并在Matlab中对控制系统进行仿真。试验结果表明，控制系统的响应速度提高50%，且未出现超调。

张力系统；PID控制；遗传算法；Matlab

21世纪，能源危机问题使世界各国都在积极探索各种新能源，如太阳能、风能、核能的清洁能源等以应对能源危机。由于锂离子电池的能量密度大、工作电压高、循环寿命长、自放电低等优点，因此其被公认是目前世界上最先进的商品化二次电池[1-2]。随着锂离子电池技术的日臻成熟，各个行业对锂离子电池的需求量呈现迅速增长态势，因此对锂电池生产设备的性能和生产效率提出了更高的要求。

1 隔膜张力控制系统

锂离子电池卷绕机的隔膜放卷的简化图，如图1所示。

开始卷绕时，由人工引导两层高分子隔膜至卷针处，手动单步调试设备，卷针出针夹紧薄膜卷绕，完成隔膜送入。随后进入自动卷绕模式，低摩擦气缸推动张力机构提供预紧张力，使隔膜始终保持紧绷，卷针低速卷绕一段时间后，正负极片先后完成自动送片，卷绕头正常高速卷绕。恒张力控制系统的工作原理，如图2所示。……