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织机张力控制系统

作　者: 姜位洪
导　师: 张森林
学　校: 浙江大学
专　业: 系统分析与集成
关键词: 张力控制电子送经 PID 控制非线性控制模糊控制
分类号: TS103.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 422次
引　用: 10次
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内容摘要

本文研究的内容是织机的张力控制,织机张力控制系统是纺织行业中重要环节,张力控制的好坏直接影响到产品的质量。由于影响织机经纱张力的因素很多,建立模型较困难,在运行过程中,受干扰的因素也较多,所以张力控制一直是控制的难题。首先,在本文中分析与研究了织机的工作原理,影响张力波动的各个因素,织机经纱张力的特性,并建立了相应的数学模型。其次,本文探讨了经纱张力的控制方法,辨识经纱张力的数学模型,并在传统的PID控制技术基础上,引入非线性控制和智能控制策略中的模糊PID控制算法。并在MATLAB环境中进行仿真。在实验过程中表明系统的数学模型基本能够反应张力控制的动态过程,采用传统PID控制算法已经可以满足经纱张力控制的性能要求,而采用非线性控制算法和模糊PID控制算法的控制效果则更为理想。最后,本文讨论了电子送经和电子卷取控制器的硬件设计实现和软件设计的方法,电子送经和电子卷取控制器的主要功能是控制织机的送纱运动和卷布运动,实现经纱张力在织物生产过程中稳定在设定状态。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-5
目录  5-7
第一章绪论  7-13
  1.1 计算机控制理论及其发展  7-8
  1.2 张力控制在织机系统中的应用  8-9
  1.3 织机张力控制系统的发展及现状  9-10
  1.4 课题的来源和意义  10-11
  1.5 论文的主要工作及结构安排  11-13
第二章织机经纱张力的分析  13-23
  2.1 织机工作原理  13-14
    2.1.1 开口运动  13
    2.1.2 引纬运动  13
    2.1.3 打纬运动  13-14
    2.1.4 卷取运动  14
    2.1.5 送经运动  14
  2.2 影响张力波动的因素  14-15
    2.2.1 开口高度对经纱张力波动的影响  14
    2.2.2 打纬过程经纱张力的波动  14-15
    2.2.3 织轴直径对经纱张力波动影响  15
    2.2.4 织机的回转不匀率对经纱张力波动的影响  15
  2.3 张力基本参量的计算  15-20
    2.3.1 卷取量和送经量  15-16
    2.3.2 织轴直径的变化  16-17
    2.3.3 经纱张力的计算  17-18
    2.3.4 己织布长的计算  18
    2.3.5 经轴关径的计算  18-20
  2.4 织机经纱的张力特性  20-22
    2.4.1 送经时的张力特性  20-21
    2.4.2 卷取时的张力特性  21-22
  2.5 织机经纱的动态张力曲线分析  22-23
第三章织机张力控制系统结构  23-28
  3.1 张力控制系统结构  23-24
  3.2 送经机构和卷取机构  24-26
    3.2.1 送经机构  24-26
    3.2.2 卷取机构  26
  3.3 电子送经和电子卷取系统结构  26-28
第四章织机张力控制策略的研究  28-44
  4.1 张力控制系统结构  28-30
    4.1.1 经纱张力控制系统框图  28-29
    4.1.2 控制系统的工作过程  29-30
  4.2 经纱张力的PID控制方法  30-34
    4.2.1 被控对象的数学模型的辨识  30-32
    4.2.2 织机张力的PID控制  32-33
    4.2.3 织机静态张力控制  33
    4.2.4 织机张力PI控制器的设计  33-34
  4.3 经纱张力的非线性控制算法  34-36
    4.3.1 经纱张力非线性控制器的设计  34-35
    4.3.2 经纬张力非线性控制的仿真效果  35-36
  4.4 经纱张力的模糊PID控制方法  36-43
    4.4.1 模糊控制器  36-37
    4.4.2 模糊PID控制系统结构  37-38
    4.4.3 模糊PI控制的参数整定原则  38-39
    4.4.4 模糊PI的设计实现  39-43
  4.5 本章小结  43-44
第五章织机张力控制器的硬件设计  44-52
  5.1 送经控制的系统  44-45
  5.2 送经控制器  45
  5.3 前向通道中的经纱张力检测  45-47
    5.3.1 经纱张力传感器的性能  45-46
    5.3.2 经纱张力传感器的安装结构  46
    5.3.3 经纱张力传感器应用原理  46-47
  5.4 信号处理和控制系统  47-48
  5.5 送经电机及控制器  48-50
    5.5.1 送经控制脉冲的产生  48-49
    5.5.2 送经控制器与上位机的串行通讯  49-50
  5.6 编码器接口电路  50-52
第六章织机张力控制器的软件设计  52-56
  6.1 织机经纱张力的计算  52
  6.2 送经电机脉冲数的计算  52
  6.3 织机的状态检测  52-53
  6.4 通讯程序的处理  53-54
  6.5 开车痕补偿  54-56
第七章总结与展望  56-57
参考文献  57-60
攻读硕士学位期间发表的论文  60-61
致谢  61

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