Effects of parameter uncertainties on longitudinal web dynamics

Web handling systems are very common in industry for metal, paper, textile and polymer material treatments. The key variables to monitor and control are the web speed and web tension in each span. The objective is to reach the expected web speed while maintaining web tension in an acceptable range around the tension reference. Nevertheless, the longitudinal web dynamic behavior is sensitive to parameter variations or parameter uncertainties, as for example the web elasticity, the web speed, the roll radius.The implemented control strategy is a classical one: a first loop ensures roller speed control whereas the external loop ensures web tension control. The web tension controllers are automatically synthesized using an optimization approach. The influences of parameter variations are studied firstly on the open-loop system and then on the closed-loop behavior

Control design for longitudinal web dynamics: Benefits and drawbacks of robust control approaches

Web tension and speed are two key variables to be monitored and controlled in order to achieve the expected final product quality. One of the main objectives in web handling plants is to reach an expected web speed while maintaining the web tension within an acceptable range around the tension reference in the entire processing line. In the recent years, many works have focused on the topic of web tension control and have proposed various ways to enhance the performance: H-infinity, optimal state feedback, neural network, etc. But the common practice in industrial web transport systems remains the use of decentralized PI-type controllers.An improved design methodology of these PI controllers with fixed -order and -structure synthesis approaches has been made. Nevertheless, despite high performances for a nominal working point, it has been noticed that the closed-loop system performances depend on the web elasticity since the dynamic behavior is strongly affected by the Young's modulus. Consequently the emphasis of this contribution is on the automatic tuning of PID (or PI) controllers for web processing plants that guaranty good performances of the closed-loop system

Systèmes d'entraînement de bandes flexibles : optimisation multicritère des performances dynamiques par approche évolutionnaire

The design of roll-to-roll systems is studied for several years. This kind of system is very common in industry because the wound roll packaging simplify the treatment of material such as paper, cardboard, polymers, metal ... The studied systems have a high number of difficulties: they are large scale systems, a high coupling between physical values exists and several parameters are time dependent. The classical optimisation method consists in considering separately each subsystem without taking into account interactions. Moreover, the classical optimisation is made for each scientific field. A new approach is developed and applied to controller synthesis: the controllers are synthesized considering the global system with parametric uncertainties. The optimal choice of the master roller position and the technology used to control web tension are then studied.La conception des systèmes d'entrainement de bande est étudiée depuis de nombreuses années. Ces systèmes sont très répandus dans l'industrie puisque le conditionnement sous forme de bobines simplifie le traitement de nombreux matériaux tels que le papier, le carton, les polymères, ... Ces systèmes regroupent un grand nombre de difficultés : ils sont de grande dimension, un fort couplage existe entre les grandeurs et de nombreux paramètres varient au cours du temps. La méthode d’optimisation classique consiste à considérer chaque partie du système sans tenir compte des autres. De plus, au sein d'un même sous-ensemble, l’optimisation est réalisée discipline par discipline. Une nouvelle approche est proposée et appliquée à la synthèse de la commande : il s’agit de considérer le système global en prenant en compte la robustesse paramétrique. Ensuite, le choix optimal du tracteur maître et de la technologie d'asservissement de la tension de bane associée sont étudiées

Roll-to-roll systems for elastic webs : multicriteria optimisation of dynamic performances using evolutionnary approach

La conception des systèmes d'entrainement de bande est étudiée depuis de nombreuses années. Ces systèmes sont très répandus dans l'industrie puisque le conditionnement sous forme de bobines simplifie le traitement de nombreux matériaux tels que le papier, le carton, les polymères, ... Ces systèmes regroupent un grand nombre de difficultés : ils sont de grande dimension, un fort couplage existe entre les grandeurs et de nombreux paramètres varient au cours du temps. La méthode d’optimisation classique consiste à considérer chaque partie du système sans tenir compte des autres. De plus, au sein d'un même sous-ensemble, l’optimisation est réalisée discipline par discipline. Une nouvelle approche est proposée et appliquée à la synthèse de la commande : il s’agit de considérer le système global en prenant en compte la robustesse paramétrique. Ensuite, le choix optimal du tracteur maître et de la technologie d'asservissement de la tension de bane associée sont étudiées.The design of roll-to-roll systems is studied for several years. This kind of system is very common in industry because the wound roll packaging simplify the treatment of material such as paper, cardboard, polymers, metal ... The studied systems have a high number of difficulties: they are large scale systems, a high coupling between physical values exists and several parameters are time dependent. The classical optimisation method consists in considering separately each subsystem without taking into account interactions. Moreover, the classical optimisation is made for each scientific field. A new approach is developed and applied to controller synthesis: the controllers are synthesized considering the global system with parametric uncertainties. The optimal choice of the master roller position and the technology used to control web tension are then studied

Roll-to-roll systems for elastic webs : multicriteria optimisation of dynamic performances using evolutionnary approach

La conception des systèmes d'entrainement de bande est étudiée depuis de nombreuses années. Ces systèmes sont très répandus dans l'industrie puisque le conditionnement sous forme de bobines simplifie le traitement de nombreux matériaux tels que le papier, le carton, les polymères, ... Ces systèmes regroupent un grand nombre de difficultés : ils sont de grande dimension, un fort couplage existe entre les grandeurs et de nombreux paramètres varient au cours du temps. La méthode d’optimisation classique consiste à considérer chaque partie du système sans tenir compte des autres. De plus, au sein d'un même sous-ensemble, l’optimisation est réalisée discipline par discipline. Une nouvelle approche est proposée et appliquée à la synthèse de la commande : il s’agit de considérer le système global en prenant en compte la robustesse paramétrique. Ensuite, le choix optimal du tracteur maître et de la technologie d'asservissement de la tension de bane associée sont étudiées.The design of roll-to-roll systems is studied for several years. This kind of system is very common in industry because the wound roll packaging simplify the treatment of material such as paper, cardboard, polymers, metal ... The studied systems have a high number of difficulties: they are large scale systems, a high coupling between physical values exists and several parameters are time dependent. The classical optimisation method consists in considering separately each subsystem without taking into account interactions. Moreover, the classical optimisation is made for each scientific field. A new approach is developed and applied to controller synthesis: the controllers are synthesized considering the global system with parametric uncertainties. The optimal choice of the master roller position and the technology used to control web tension are then studied

Systèmes d'entraînement de bandes flexibles (optimisation multicritère des performances dynamiques par approche évolutionnaire)

La conception des systèmes d'entrainement de bande est étudiée depuis de nombreuses années. Ces systèmes sont très répandus dans l'industrie puisque le conditionnement sous forme de bobines simplifie le traitement de nombreux matériaux tels que le papier, le carton, les polymères, ... Ces systèmes regroupent un grand nombre de difficultés : ils sont de grande dimension, un fort couplage existe entre les grandeurs et de nombreux paramètres varient au cours du temps. La méthode d optimisation classique consiste à considérer chaque partie du système sans tenir compte des autres. De plus, au sein d'un même sous-ensemble, l optimisation est réalisée discipline par discipline. Une nouvelle approche est proposée et appliquée à la synthèse de la commande : il s agit de considérer le système global en prenant en compte la robustesse paramétrique. Ensuite, le choix optimal du tracteur maître et de la technologie d'asservissement de la tension de bane associée sont étudiées.The design of roll-to-roll systems is studied for several years. This kind of system is very common in industry because the wound roll packaging simplify the treatment of material such as paper, cardboard, polymers, metal ... The studied systems have a high number of difficulties: they are large scale systems, a high coupling between physical values exists and several parameters are time dependent. The classical optimisation method consists in considering separately each subsystem without taking into account interactions. Moreover, the classical optimisation is made for each scientific field. A new approach is developed and applied to controller synthesis: the controllers are synthesized considering the global system with parametric uncertainties. The optimal choice of the master roller position and the technology used to control web tension are then studied.STRASBOURG-Bib.electronique 063 (674829902) / SudocSudocFranceF

Modelling and fast position control of a new unwinding-winding mechanism design

International audienceThis paper concerns a very specific unwinding-winding system. It is used to study radioactive nuclei produced by various low energy beam appliances. Due to the short lifetime of the species considered, they have to be moved very fast from the collection point to the measuring station. To ensure the high displacement speed, a new combined dancer-accumulator mechanism has been developed. This paper focuses on the development of a non-linear model of the roll-to-roll system including the two dancer-accumulator mechanisms. Then the obtained simulation results are compared with measurements. Once the system model is validated, a new control strategy is proposed and discussed