变压器绝缘层绕制张力系统反馈耗散Hamilton控制

许家忠，黄海祥，孙克伟

(哈尔滨理工大学 自动化学院，哈尔滨 150080)

0 引 言

为了保证变压器绝缘性能，降低相邻线圈层电压飞弧的风险，需要在线圈层间加入绝缘层。利用细条状绝缘带连续缠绕的思路研制变压器绝缘层自动绕制系统可以解决繁杂的工人劳动，然而绕制过程中绝缘带张力控制这一核心技术主要依赖于张力控制系统的设计。

工业张力控制系统通常使用固定增益的PI控制器[1-4]，这需要依据工作环境以及材料参数对增益进行整定，由于操作条件和幅材参数的改变以及系统中存在的不确定性导致这是一项艰巨的任务。为了改进与提升张力控制系统的性能，研究人员进行大量深入的研究。Pramod R等分别使用基于模型参考和中继反馈方法进行自适应PI控制器的设计[5]。为了有效减小和补偿在系统存在的张力扰动，刘善惠等设计了一种自抗扰控制器，提升了系统的稳定性[6]。由于两轴之间速度差异会导致系统中产生明显张力扰动，Van Tu Duong等针对变压器绕组系统的不确定模型，提出了基于模型参考自适应的交叉耦合同步速度控制方法[7]。为了避免张力传感器精确度不足所造成的测量误差，降低控制系统的成本和复杂度，可以使用基于观测器的张力控制策略，还可以对系统中存在的扰动进行良好的观测[8-10]。为了提升张力控制系统的鲁棒性，满足张力控制对实时性、响应速度的需求，Vincent Gassmann等提出一种基于H∞改进办法[11]。通常情况下恒张力控制是在固定扭矩下实现，但是绝缘带张力会随着开卷辊的半径、变压器芯模半径的改变而波动[12-13]。……