סקירה קצרה
בתהליך ייצור הסרט המנופח, אחידות עובי הסרט היא אינדיקטור מכריע. בעוד שניתן לשלוט על אחידות העובי האורך באמצעות יציבות מהירויות האקסטרוזיה והמשיכה, אחידות העובי הרוחבי תלויה בדרך כלל בייצור המדויק של התבנית ומשתנה בהתאם לפרמטרים של תהליך הייצור. כדי לשפר את אחידות העובי הרוחבי, יש להכניס מערכת בקרת עובי רוחב אוטומטית. שיטות הבקרה הנפוצות כוללות ראשי קוביות אוטומטיות וטבעות אוויר אוטומטיות. חלק זה מציג בעיקר את העיקרון והיישום של טבעות אוויר אוטומטיות.
עקרון בסיסי
מבנה טבעת האוויר האוטומטית משתמש בעיצוב יציאה כפול-. המוצא התחתון שומר על זרימת אוויר קבועה, ואילו היציאה העליונה מחולקת למספר תעלות אוויר סביב היקפו. כל צינור אוויר מורכב מתא אוויר, שסתומים ומנוע. המנוע מניע את השסתומים כדי להתאים את פתח צינור האוויר, השולט בזרימת האוויר בכל צינור. במהלך תהליך הבקרה, אות העובי של הסרט הדק שזוהה על ידי בדיקת העובי מועבר למחשב. המחשב משווה את אות העובי עם העובי הממוצע שנקבע כעת, מחשב על סמך סטיית העובי ומגמת העקומה, ושולט במנוע שיניע את השסתום לנוע. כאשר הסרט דק מדי, המנוע נע קדימה ופתח האוורור נסגר; לעומת זאת, המנוע נע לאחור ופתח האוורור מתרחב. על ידי שינוי זרימת האוויר בנקודות שונות על היקף טבעת האוויר, קצב הקירור בכל נקודה מותאם, תוך שמירה על סטיית העובי לרוחב של הסרט בטווח היעד.
תכנית בקרה:
טבעת האוויר האוטומטית היא מערכת בקרה מקוונת-בזמן אמת. האובייקטים המבוקרים של המערכת הם מספר מנועים המפוזרים על טבעת האוויר. זרימת אוויר קירור מהמאוורר מופצת לכל צינור אוויר לאחר שנשמרה בלחץ קבוע בתא טבעת האוויר. מנוע מניע שסתומים לפתיחה וסגירה, מכוון את יציאות האוויר ואת זרימת האוויר כדי לשנות את אפקט הקירור על הפרפורם ביציאת התבנית, ובכך לשלוט בעובי הסרט. עם זאת, תהליך הבקרה אינו חושף קשר ברור בין וריאציה של עובי הסרט לבין קלט בקרת המנוע. וריאציות העובי של סרטים בעוביים שונים ובמצבי שסתומים שונים מציגים שינויים לא ליניאריים ולא סדירים עם קלט הבקרה. התאמת כל שסתום משפיעה באופן משמעותי על נקודות סמוכות, וההתאמות תלויות בפיגור-, ויוצרות קשרי גומלין בין זמנים שונים. עבור מערכת כה מאוד לא ליניארית, בשילוב חזק, משתנה בזמן- עם אי ודאות בקרה, כמעט בלתי אפשרי לקבוע מודל מתמטי מדויק. גם אם ניתן להקים מודל מתמטי, הוא מורכב ביותר וקשה לפתרון, מה שהופך אותו לבלתי מעשי. שיטות בקרה מסורתיות מתפקדות היטב עם מודלים בקרה דטרמיניסטיים יחסית, אך הן אינן יעילות או אפילו חסרות אונים כנגד מידע משוב מאוד לא ליניארי, לא וודאי ומורכב. לכן, בחרנו באלגוריתם בקרה מעורפל. יתרה מזאת, השתמשנו בשיטה לשינוי גורם הקוונטיזציה המטושטשת כדי להסתגל טוב יותר לשינויים בפרמטרים של המערכת.
