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钢丝绳捻制过程股绳张力控制系统研究

作　者: 朱宝仓
导　师: 高立群；景清学
学　校: 东北大学
专　业: 控制工程
关键词: 钢丝绳捻绳机张力控制模糊控制
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 57次
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内容摘要

钢丝绳是由经过特殊处理的高强度钢丝捻制而成,由于它具有良好的挠性、冲击吸收性能、相对重量轻、承载能力大、结构多样、规格齐全等优点,因而被广泛应用于港口码头、车站、矿山、建筑、冶金、油田钻井、林业、旅游、军工等各行各业。捻绳机是钢丝绳制造的主要生产设备,钢丝绳捻制过程是制造生产过程中最重要的环节。通过分析发现,钢丝绳捻制过程股绳张力控制对钢丝绳的质量具有重要影响。本文详细地介绍了钢丝绳的发展及生产钢丝绳用捻绳机的原理、生产工艺流程和设备情况,总结了影响钢丝绳质量的核心问题是钢丝绳捻制过程股绳张力的控制。分析了影响股绳张力的相关因素以及控制方法的基础上,建立以PID控制系统为核心的成绳机数学模型,为张力控制系统的仿真奠定了基础。由于现场环境复杂,在实际的控制系统中不可避免地存在张力实时变化,因此本文利用模糊神经网络控制器对PID控制器的参数进行在线调整,使其能够适应被控制过程中对象的变化,从而实现了钢丝绳生产过程中股绳匀张力的控制。仿真结果表明,系统工作稳定,操作方便,能够获得满意的性能指标,具有较好的快速跟随性,且稳态精度高,调节时间有了明显改善,提高了系统的抗干扰能力,全面的改善了系统的动态性能,满足现场的生产需要。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-15
  1.1 课题提出的背景  9-10
  1.2 钢丝绳发展的概况  10-11
    1.2.1 国外钢丝绳生产发展概况  10
    1.2.2 国内钢丝绳生产发展概况  10-11
  1.3 成绳机张力控制系统的研究现状  11-14
  1.4 本文主要工作  14-15
第二章研究基础  15-23
  2.1 钢丝绳的基本特性  15-19
    2.1.1 钢丝绳的基本概念  15-16
    2.1.2 钢丝绳的基本特性  16-19
  2.2 钢丝绳生产工艺  19-20
  2.3 钢丝绳生产设备的张力控制方式  20-21
  2.4 本章小结  21-23
第三章控制算法原理  23-31
  3.1 模糊控制系统组成及原理  23-26
    3.1.1 模糊控制系统组成  23-24
    3.1.2 模糊控制器的组成  24-25
    3.1.3 模糊控制系统的基本工作原理  25
    3.1.4 模糊控制器的结构设计  25-26
    3.1.5 模糊控制系统的特点  26
  3.2 PID控制算法  26-27
  3.3 数字PID控制算法  27-30
    3.3.1 位置式PID控制算法  27-28
    3.3.2 增量式PID控制算法  28-30
  3.4 本章小结  30-31
第四章模糊神经网络自适应PID控制器的设计  31-49
  4.1 模糊神经网络原理  31-38
    4.1.1 模糊神经网络  31-33
    4.1.2 模糊系统模型  33-35
    4.1.3 模糊神经网络模型(FLNC)  35-36
    4.1.4 模糊神经网络自学习算法  36-38
  4.2 模糊神经自适应PID控制器的结构  38
  4.3 神经网络控制的基本思想和学习算法  38-42
  4.4 控制变量的选择  42-43
  4.5 控制规则的建立  43-46
  4.6 控制器网络结构的设计  46-47
  4.7 本章小结  47-49
第五章基于FLNC的自适应PID控制器在股绳张力系统中的应用  49-61
  5.1 捻绳机张力控制系统  49-54
    5.1.1 单根股绳张力控制模型  49-51
    5.1.2 张力控制原理  51-52
    5.1.3 捻绳机多股张力控制原理  52-54
  5.2 仿真及性能分析  54-56
    5.2.1 仿真工具介绍  54-55
    5.2.2 仿真结果及性能分析  55-56
  5.3 系统实现  56-57
  5.4 增加股绳张力控制后的设备运行和产品测量  57-59
    5.4.1 测试捻绳设备性能  57-58
    5.4.2 测试效果评价方法  58
    5.4.3 测试结果分析与讨论  58-59
  5.5 本章小结  59-61
第六章结论与展望  61-63
  6.1 结论  61
  6.2 展望  61-63
参考文献  63-65
致谢  65-66
攻读硕士期间论文发表情况  66

钢丝绳捻制过程股绳张力控制系统研究

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