細(xì)紗試驗(yàn)機(jī)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、細(xì)紗試驗(yàn)機(jī)是一種為教學(xué)與科研所用的小型細(xì)紗機(jī)，傳統(tǒng)細(xì)紗試驗(yàn)機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)尤其是成形機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)機(jī)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(dòng)化程度低。針對(duì)目前細(xì)紗試驗(yàn)機(jī)所存在的問題，本文開發(fā)了一種細(xì)紗試驗(yàn)機(jī)，并設(shè)計(jì)了試驗(yàn)機(jī)控制系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了恒張力紡紗技術(shù)的研究。
　　論文首先設(shè)計(jì)了試驗(yàn)機(jī)成形機(jī)構(gòu)，在成形機(jī)構(gòu)中，用上下滑動(dòng)的滑塊代替常規(guī)細(xì)紗試驗(yàn)機(jī)成形機(jī)構(gòu)中擺臂及牽吊機(jī)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(jì)方式簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)試驗(yàn)機(jī)成形機(jī)構(gòu)，并使成形機(jī)構(gòu)緊湊從而也使整機(jī)占地面積減小(53cm×52cm)。
　　論文其次分析了試驗(yàn)機(jī)控制系統(tǒng)的要求，并進(jìn)行了試驗(yàn)機(jī)控制系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì)。試驗(yàn)機(jī)控制系統(tǒng)的控制要求主要包括各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)速度的控制、紡紗工藝參數(shù)的計(jì)算、普通紡紗模式及智能紡紗模式設(shè)計(jì)、參數(shù)監(jiān)控、計(jì)長設(shè)計(jì)、恒張力紡紗控制以及幫助信息等。細(xì)紗試驗(yàn)機(jī)控制系統(tǒng)依據(jù)該控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中，控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)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(jì)主要包括PLC程序設(shè)計(jì)及人機(jī)界面程序設(shè)計(jì)。使用表明本文所開發(fā)的細(xì)紗試驗(yàn)機(jī)能夠滿足紡紗試驗(yàn)及教學(xué)使用的要求。
　　最后在所設(shè)計(jì)的試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行了恒張力紡紗技術(shù)的探索。本文擬通過實(shí)時(shí)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(gè)落紗過程中不同的紡紗階段即大、中、小紗時(shí)張力不同，故本文在大、中、小紗時(shí)設(shè)計(jì)了不同的模糊控制量。在控制紡紗張力時(shí)，論文首先設(shè)計(jì)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(jì)了紡紗張力的PID控制模型，與模糊張力控制模型進(jìn)行了理論效果比較模擬，最后在所設(shè)計(jì)的細(xì)紗試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)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(dòng);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(dòng)幅值上并無明顯的控制效果;在大紗階段