基于自适应滤波的锂电池隔膜卷绕系统张力估计

周亚林，王恒升,2

（1.中南大学 机电工程学院，长沙410083；2.高性能复杂制造国家重点实验室（中南大学），长沙410083）

在新能源领域锂电池占有重要地位，而锂电池隔膜是其关键的内层组件之一。在卷绕过程中隔膜张力及传送速度是达到预期产品质量的两个关键因素[1]，而放卷部分作为卷绕装置的核心部分，其主要目标之一是达到预期的隔膜传送速度，同时将隔膜张力的跟踪误差保持在一定范围内。一般的卷绕工业设备通常配有张力传感器，通过张力传感器测量卷绕物之间的张力大小，然后反馈到控制器形成闭环。这种控制方法具有较高的控制精度和响应速度，此外，张力传感器不仅信号容易受到外部影响，而且在一些特殊场合不便安装。

近年来，工业中的卷绕系统普遍使用重力传感器或浮动辊测量卷绕物的张力，在对锂电池隔膜卷绕系统的运行状态进行监测的时候，张力是一个非常重要的评价指标。同时，这些张力测量元件价格一般都比较昂贵，在使用中需要定期维修、校准甚至更换，给使用带来很大不便[2]。另一方面，它们都需要增加额外的辊轴直接与卷绕物进行接触式测量，不仅降低系统的可靠性，还增加系统的复杂度和控制的难度。张力观测器为张力测量问题提供了一种划算而实用的解决方法。为解决上述问题而提出的无传感器测量技术，已经成为近年来的研究热点。Abjadi 等[3]在文献的基础上设计了无张力传感器的分散滑模控制器，仿真实验结果表明即使存在参数不确定时，该控制方法都具有较高的跟踪精度；……