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作者：

罗金龙

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摘要：

在纱线自动络筒过程中保证纱线张力的恒定是基本的要求,否则纱线张力的波动会对络筒机的后续工序产生影响甚至影响纺织产品的质量。针对高速卷绕的纱线超喂张力控制系统具有转速高、纱线张力难以控制的特点,本文研究了络筒机纱线张力控制的策略,并开发了一种旨在适应现代化工业生产的新型张力控制器。论文的主要研究工作如下：(1)为实现络筒机高速卷绕的纱线超喂功能,论文采用无刷直流电机驱动送纱轮,提出了纱线的旋转式主动喂送控制系统方案,设计了电机控制、张力反馈检测、环境温度检测、新型张力控制器等功能模块,通过对纱线张力的恒值控制,可减少纱线卷绕中摩擦,提高纱线卷绕的品质。(2)根据超喂电机驱动的结构及工作原理,建立纱线在圆形罗拉上的张力数学模型,分析了卷绕电机的转速、无刷直流电机的速度、圆锥纱筒的半径以及送纱轮的半径对绕线张力的影响,探讨了络筒机张力控制系统中的非线性因素,及纱线退绕张力、摩擦张力等对张力控制所造成的不确定性因素,在此基础上提出了络筒机纱线张力闭环控制方案。(3)在络筒机启动工况下,设计了无刷直流电机瞬时启动、自由减速的方法,解决了无刷直流电机转速和主轴卷绕电机转速的同步性问题。在正常工况下,针对纱线卷绕半径周期性变化、纱线退绕张力、摩擦张力等不确定性因素对张力控制的影响,提出了基于张力误差与误差变化率,自适性整定张力PID控制器参数的策略,设计了模糊逻辑控制规则,在MATLAB环境下,通过仿真分析验证了绕线张力模糊自适应PID控制器的有效性。(4)设计了纱线张力控制器的总体结构,开发了控制器的张力检测模块、电机驱动模块、无线通信模块、温度检测模块、人机交互模块、基于Android移动终端的络筒机纱线张力监控APP及基于PC机的纱线质量监测平台,实现了络筒机纱线张力控制及单锭张力控制系统的远程监控、故障排除和生产任务的在线分配等功能,可提高设备的生产管理效率。通过实验分别在低速卷绕和高速卷绕的工况下对控制器的动态响应性能和稳态控制误差进行验证,实验结果表明本文提出的新型纱线张力控制器可在0.4s内达到张力设定值,纱线张力控制误差为5%,实现了控制器的在线监测,满足预期的研究目的。

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关键词：

纱线张力控制 自动络筒机 模糊控制 新型张力控制器

被引量：

5

年份：

2016