細紗試驗機控制系統(tǒng)研究.pdf

1、細紗試驗機是一種為教學(xué)與科研所用的小型細紗機，傳統(tǒng)細紗試驗機機械結(jié)構(gòu)尤其是成形機構(gòu)及傳動機構(gòu)較為復(fù)雜，且其控制系統(tǒng)采用邏輯繼電器控制，該控制方法控制精度差、自動化程度低。針對目前細紗試驗機所存在的問題，本文開發(fā)了一種細紗試驗機，并設(shè)計了試驗機控制系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上進行了恒張力紡紗技術(shù)的研究。
　　論文首先設(shè)計了試驗機成形機構(gòu)，在成形機構(gòu)中，用上下滑動的滑塊代替常規(guī)細紗試驗機成形機構(gòu)中擺臂及牽吊機構(gòu)，用鏈輪及固定在該鏈輪上的收縮輪代替

2、分配軸、升降拉桿等部件。該設(shè)計方式簡化了傳統(tǒng)試驗機成形機構(gòu)，并使成形機構(gòu)緊湊從而也使整機占地面積減小(53cm×52cm)。
　　論文其次分析了試驗機控制系統(tǒng)的要求，并進行了試驗機控制系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計。試驗機控制系統(tǒng)的控制要求主要包括各運動機構(gòu)速度的控制、紡紗工藝參數(shù)的計算、普通紡紗模式及智能紡紗模式設(shè)計、參數(shù)監(jiān)控、計長設(shè)計、恒張力紡紗控制以及幫助信息等。細紗試驗機控制系統(tǒng)依據(jù)該控制要求進行設(shè)計，其中，控制系統(tǒng)硬件設(shè)計主要包括硬件

3、選型、各部件間的連接通訊以及硬件參數(shù)設(shè)置等，控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計主要包括PLC程序設(shè)計及人機界面程序設(shè)計。使用表明本文所開發(fā)的細紗試驗機能夠滿足紡紗試驗及教學(xué)使用的要求。
　　最后在所設(shè)計的試驗機上進行了恒張力紡紗技術(shù)的探索。本文擬通過實時調(diào)節(jié)錠速來控制紡紗張力，其中錠速采用模糊控制方法控制。由于在整個落紗過程中不同的紡紗階段即大、中、小紗時張力不同，故本文在大、中、小紗時設(shè)計了不同的模糊控制量。在控制紡紗張力時，論文首先設(shè)計了控制

4、紡紗張力的模糊控制器，其次，為比較控制效果，本文應(yīng)用MATLAB設(shè)計了紡紗張力的PID控制模型，與模糊張力控制模型進行了理論效果比較模擬，最后在所設(shè)計的細紗試驗機上進行了試驗驗證。試驗結(jié)果表明在不同的紡紗階段模糊控制有不同的控制效果，主要表現(xiàn)在:小紗管底成形階段，模糊控制方法能抑制過大的張力峰值，使紡紗張力在距離給定值較小的范圍內(nèi)波動;在中紗階段，模糊控制方法除了有抑制過大的張力峰之外，在減小張力波動幅值上并無明顯的控制效果;在大紗階段