碳纖維多層角聯(lián)織機(jī)多經(jīng)軸送經(jīng)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、多經(jīng)軸送經(jīng)系統(tǒng)是碳纖維多層角聯(lián)織機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)之一，對(duì)多層角聯(lián)織物的高效生產(chǎn)和織物的性能具有重要意義。本文圍繞碳纖維多層角聯(lián)織機(jī)急需解決的多經(jīng)軸送經(jīng)系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、多經(jīng)軸經(jīng)紗張力控制技術(shù)、多經(jīng)軸協(xié)同控制技術(shù)以及穩(wěn)定可靠的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)開展研究工作。首先分析三種不同結(jié)構(gòu)的多層角聯(lián)織物及其織造工藝，研究多經(jīng)軸送經(jīng)系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)，建立送經(jīng)系統(tǒng)中各機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型，分析了各機(jī)構(gòu)間動(dòng)態(tài)耦合關(guān)系，提出多經(jīng)軸送經(jīng)系統(tǒng)的經(jīng)紗張力控制方法和多經(jīng)軸協(xié)同

2、工作的控制方法，并研制多經(jīng)軸送經(jīng)系統(tǒng)專用控制器，搭建多經(jīng)軸送經(jīng)機(jī)電控制系統(tǒng)平臺(tái)，并通過碳纖維多層角聯(lián)織機(jī)進(jìn)行了應(yīng)用驗(yàn)證。具體工作概述如下:
　　(1)碳纖維多層角聯(lián)織機(jī)實(shí)現(xiàn)織造三種不同結(jié)構(gòu)（多層角聯(lián)鎖、多層角聯(lián)鎖加徑向增強(qiáng)和多層機(jī)織三向）的多層角聯(lián)織物，結(jié)合織造原理和碳纖維特性，分析不同層織物經(jīng)紗參數(shù)，提出了由60套送經(jīng)軸、60套主動(dòng)擺輥式經(jīng)紗張力調(diào)節(jié)裝置、專用攏紗機(jī)構(gòu)和小經(jīng)軸等機(jī)構(gòu)組成的多經(jīng)軸送經(jīng)系統(tǒng)，以滿足多層角聯(lián)織機(jī)對(duì)經(jīng)紗的

3、需求。
　　(2)多經(jīng)軸經(jīng)紗在空間具有大跨度性，經(jīng)紗張力控制系統(tǒng)是一個(gè)時(shí)變性、非線性、多變量干擾并且張力與速度之間存在強(qiáng)耦合的復(fù)雜系統(tǒng)，逐步分析開口、張力調(diào)節(jié)和送經(jīng)軸等環(huán)節(jié)的動(dòng)力學(xué)模型，為經(jīng)紗張力控制奠定理論基礎(chǔ)。
　　(3)經(jīng)紗張力控制是多經(jīng)軸送經(jīng)系統(tǒng)的核心，依據(jù)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型，結(jié)合織機(jī)的工作過程，采用分布式控制思想，融合迭代控制方法和模型參考自適應(yīng)控制算法等關(guān)鍵技術(shù)，應(yīng)用到大跨度多經(jīng)軸送經(jīng)張力控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)經(jīng)紗張力穩(wěn)

4、定控制。
　　(4)提出CAN總線與IO總線并用的雙總線控制模式，研制高速并行處理功能的控制器，搭建多經(jīng)軸并行工作的硬件平臺(tái)，確保60套送經(jīng)軸間高速動(dòng)態(tài)配合。
　　(5)針對(duì)多層經(jīng)紗協(xié)同工作的控制要求，引入基于虛擬參考軸的多軸協(xié)同控制算法，實(shí)現(xiàn)多經(jīng)軸間協(xié)同控制。
　　研制的多經(jīng)軸送經(jīng)系統(tǒng)與碳纖維多層角聯(lián)織機(jī)進(jìn)行了聯(lián)合運(yùn)行測(cè)試，整個(gè)多經(jīng)軸送經(jīng)系統(tǒng)運(yùn)行狀況良好，有效地解決了多經(jīng)軸送經(jīng)系統(tǒng)的經(jīng)紗張力控制和多經(jīng)軸協(xié)同工作的難題