纖維纏繞高張力控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、復(fù)合材料由于具有耐腐蝕、耐熱、耐磨、高強度、高剛度、重量輕等特點，已經(jīng)在各種領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。隨著技術(shù)的發(fā)展，復(fù)合材料成型的工藝與裝備的形式和種類越來越多，也對復(fù)合材料成型過程中工藝參數(shù)的控制提出了越來越高的要求。對于復(fù)合材料纏繞制品而言，纖維纏繞張力的控制是決定產(chǎn)品質(zhì)量的重要工藝參數(shù)之一，在大預(yù)應(yīng)力高性能纏繞制品的生產(chǎn)中，纖維纏繞過程的高張力的施加和高精度控制顯得尤為重要。一個優(yōu)秀的張力控制系統(tǒng)可以顯著提高復(fù)合材料產(chǎn)品的綜合性能。

2、r>　　本文在對纏繞機張力控制方法分析研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一套纖維纏繞高張力控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了纖維纏繞過程的高張力的施加和高精度控制?，F(xiàn)場生產(chǎn)應(yīng)用表明：該系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，在高張力施加控制過程中能保證各磁粉制動器的協(xié)調(diào)控制，控制過程沒有局部打滑和磁粉制動器發(fā)熱不均現(xiàn)象。論文主要工作如下：
　　1.設(shè)計了纖維纏繞高張力施加機構(gòu)。采用四個磁粉制動器通過靜摩擦阻力方式對纖維逐級施加張力，避免了纖維張力施加過程纖維與加力輥間的相對滑動，最大

3、限度減少了高張力施加過程對纖維造成的損傷。
　　2.根據(jù)張力系統(tǒng)的特性，選用變速PID控制策略設(shè)計了張力控制算法，提高了張力控制系統(tǒng)的抗干擾能力，滿足了張力控制系統(tǒng)的高精度要求。
　　3提出了等滑動安全系數(shù)與等力矩安全系數(shù)兩種約束條件下的張力分配與評估的方法。結(jié)合這兩種約束條件和張力系統(tǒng)的具體參數(shù)，設(shè)計了兩種張力分配與評估控制方案，即等滑動安全系數(shù)張力分配等力矩安全系數(shù)校核方案和等力矩安全系數(shù)張力分配等滑動安全系數(shù)校核方案。

4、這兩種方案分別從工藝最高穩(wěn)定性和設(shè)備最大使用壽命角度實現(xiàn)了高張力的施加控制。
　　4.對張力傳感器標(biāo)定方法進(jìn)行分析，設(shè)計了傳感器標(biāo)定方案，開發(fā)了傳感器標(biāo)定模塊。
　　5.分析了纖維纏繞過程張力信號的特點，設(shè)計了張力采集信號的中位值濾波和算術(shù)平均濾波組合濾波方案，開發(fā)了張力檢測濾波模塊。
　　6.在上述研究基礎(chǔ)上，利用MFC軟件設(shè)計出了一套包括張力信號實時檢測模塊、張力顯示模塊、張力控制模塊、控制器參數(shù)配置模塊和控制輸出