卷取机是热轧带钢生产线上的最后一道工序,因此卷取技术的好坏,直接影响着产品的质量。而卷取控制技术的核心就是张力控制。为保证卷取的带钢有良好的卷形,需要提高张力控制系统的控制性能。本文以科学理论和现场数据为依据,搭建一个虚拟卷取机仿真系统。该系统建立在永磁同步电机矢量控制系统基础上,通过分析卷取机张力控制各力矩关系,建立数学模型仿真,逐步优化卷取机控制系统。在搭建矢量控制系统仿真模型阶段,为改进电机控制系统的性能,加入新型滑模控制器以取代传统的PID控制器。该方法采用新型等速趋近律设计速度调节器和电流调节器,实现了以速度、电流双闭环为反馈调节的永磁同步电机矢量控制系统,在减小滑模控制方法带来的抖振现象的同时,提高了矢量控制系统的性能。为避免实际环境中使用传感器带来的种种不便,以模型参考自适应方法设计了无传感器矢量控制系统,可以实现对电机速度、位置的跟踪。通过实地搜集卷取机卷取过程中反馈的实时数据,建立张力控制系统各力矩模型,而其中的惯性力矩是受卷径和电机转速影响较大的时间变量,通过对其数学模型的优化,可实现在不同带钢厚度下的惯性力矩补偿。对卷取过程中实际的卷取速度和卷取力矩进行分析,可以将数据曲线按时间分成几个阶段,将各阶段以分段函数的形式用仿真软件拟合成仿真系统的输入数据,验证了卷取机电机控制系统对卷取过程的仿真,为后续搭建整个卷取机控制系统奠定基础。基于永磁同步电机矢量控制系统的虚拟卷取机仿真系统,可应用于高校教育机构、科研实验室等场所。虚拟卷取机的研究与应用避免了热连轧生产工艺的环境因素对科研工作和教育活动的影响,减少了开支,同时也提高了科研效率。