如何对张力控制系统分析呢？

3.1 主速度辊控制
               
　　主速度辊控制如图1所示。转速设定与编码器负反馈比较后，经过速度环pi调节，作为转矩给定输入电机模型，电机模型再通过矢量控制法对马达进行控制。其中a为附加转矩，b为转矩限幅。以br1为例，它需要分断开卷张力和活套张力，而且是入口段的速度基准。因为主要任务是保证入口速度按设定运行，它应采取纯速度控制方案。见图1：其中a处附加转矩可以作为预设值放在速度调节器的后面，使得马达启动时按我们计算的转矩运行，速度调节器再此基础上微调，保证速度的精确性。在实际应用中，我们可以将加速度、摩擦力等损失以及上下游张力差经过计算后作为预设值。这样可以大幅度提高生产线启动过程的稳定性。

                                                                                                                                                                                   图1  主速度辊控制
           
　　3.2 直接张力控制
               
　　根据带钢上下游速度差产生张力，直接张力控制系统如3所示。在基本的速度调节方案的基础上，将张力设定值与实际张力比较，经过pi调节产生速度差，附加到速度调节器上。这样，我们就通过控制张力辊与生产线的速度差达到精确控制张力的效果。就拿br2为例，如果tm1检测到的张力小于设定张力，br2减速，反方向扯紧带钢，以增加张力。这样，br2与tm1就形成了闭环张力控制。a处附加转矩的作用上文已经提到，在此做类似处理即可。

                                                                                                                                                                                    图2  直接张力控制系统
           
　　3.3 间接张力控制
               
　　间接张力控制如图3所示。开卷机、卷取机、活套需要建立张力，而此区域并无张力计。我们只能采用开环张力控制，即间接张力控制。与方案2类似，将张力设定值换算成转矩，与实际转矩比较，经过pi调节产生速度差，附加到速度调节器上。不难看出，间接张力控制的实际控制对象是转矩。

                                                                                                                                                                                    图3  间接张力控制
           
　　3.4 其它张力控制技术
               
　　除了利用速度差控制转矩，还有别的转矩控制方案吗？
               
　　直接转矩控制。即将速度环旁通，直接把设定转矩加在速度调节器后面，马达模型会直接按给定转矩运行。很多厂家的变频器还设计了速度环自动激活的功能，也就是在速度反馈超过限幅后，速度调节器自动激活，防止飞车。不过，这种保护能对付飞车，却对付不了打滑。下面介绍转矩限幅的控制方式，如图5所示。

                                                                                                                                                                                        图4  转矩限幅的控制
               
　　我们在速度设定值的基础上附加一个固定的超速，让控制对象始终与生产线的速度不符，速度调节器将处于饱和状态，我们通过改变速度调节器输出(即转矩给定)的限幅(b)来控制转矩。如果我们需要正转矩，则让速度环处于正饱和状态，超速给正值，反之亦然。由于速度环的p一般在20左右，超速给到10%，速度调节器就能瞬间输出200%的转矩了。这样，我们能够得到很快的转矩相应。在打滑的情况下，带钢限制不了控制对象的速度，传动对象的速度将按照给定速度(主速度给定加超速)运行，因为超速只有10%左右，打滑造成的摩擦不会太明显。至于速度环达不到饱和，转矩乃至张力无法控制，光靠电气的控制，就无能为力了，因为辊子与钢带产生的摩擦力无法满足实际工艺的要求，只能从机械方面想办法了。
               
　　方案3和方案4都能满足间接张力控制的需要，各自有其优劣。
               
　　方案3中，为了实现输出转矩的稳定，速度环和附加的转矩环都要精调，而且即使这两个环调的很好，也无法保证马达的转矩和设定完全一样。
               
　　方案4中，速度环已经饱和，只要有足够的p，就能正常工作了，相比前者，调试省了很多麻烦。但是由于速度调节器在饱和状态，它对外界速度的扰动就没有反应了。如果控制区域的钢带很长(如活套)，钢带的弹性就可能造成速度的振荡，而饱和了的速度调节器对此近乎无视。