基于Fuzzy--PID的纖維纏繞張力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著復(fù)合材料以其優(yōu)異的性能在航空、航天、石油、化工等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，纖維纏繞工藝作為管道、容器類復(fù)合材料制品的首選成型工藝而獲得蓬勃發(fā)展。纏繞工藝中的纖維張力控制技術(shù)是纏繞成型工藝中的核心技術(shù)，研制適合纖維纏繞復(fù)合材料成型工藝的高性能張力控制系統(tǒng)對提升纏繞制品質(zhì)量具有重要意義。本文設(shè)計(jì)基于Fuzzy-PID的纖維纏繞張力控制系統(tǒng)，來提高復(fù)合材料纏繞工藝中張力控制系統(tǒng)性能，解決張力控制系統(tǒng)在出紗速度由高到低或由低到高切換時以及恒定出紗速

2、度下張力設(shè)定值階躍時存在張力控制精度低、張力波動大問題。從而保障纖維纏繞的工作效率和制品質(zhì)量。
　　本文綜合位置式與直接反饋式的兩種張力控制方案的優(yōu)點(diǎn)，采用松下PLC作為控制器，天海科的角度傳感器及麗景的壓力傳感器作為檢測元件、以亞德客電子比例閥和松下A5交流伺服電機(jī)為執(zhí)行元件，構(gòu)成位置張力雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。分析了纖維出紗速度與張力耦合特性，以及紗團(tuán)半徑的時變特性，建立了控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型，進(jìn)行了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析。采用模糊控

3、制結(jié)合變速積分PID控制方法應(yīng)用到張力控制系統(tǒng)中，克服了模糊控制存在量化誤差、調(diào)節(jié)死區(qū)以及PID參數(shù)適應(yīng)性問題。使用VS2013開發(fā)了張力控制系統(tǒng)的上位機(jī)軟件，實(shí)現(xiàn)了層所需的紗線張力設(shè)計(jì)、設(shè)定張力給定值以及監(jiān)控張力變化、計(jì)算控制系統(tǒng)性能以及斷紗警告等功能。使用FPWIN GR2開發(fā)環(huán)境編寫了基于PLC的下位機(jī)軟件，實(shí)現(xiàn)了與上位機(jī)的通訊、數(shù)據(jù)采集處理、以及控制算法等功能。
　　基于本文所研制的張力控制系統(tǒng)結(jié)合龍門四軸纏繞機(jī)分別進(jìn)行了