毛巾剑杆织机刹车过程动态特性分析及控制算法研究

摘要

织机刹车过程中停车角度的精确性是影响织物品质的重要因素。织机在停车特别是由于断纬等故障原因停车时会导致开刹车痕等瑕疵的产生，从而使织机织物产生或疏或密的横向织档。织机在停车或由故障状态下再次开车时便容易产生开车痕，从而影响到织物的质量。因此，研究织机刹车过程，使织机刹车能有一个比较精确的角度以便于织机再次开车对于织物的质量有着非常重要的影响。在织机刹车过程中，通过给定电磁离合器的控制电流使电磁离合器吸和从而实现织机的刹车功能，但是由于织机主轴上载荷呈现出动态变化，增加了织机实现精准刹车的困难性。因此如何通过调节电磁离合器的给定电流，补偿主轴的动态负载从而实现精确控制织机刹车角度是研究织机织造过程的重要课题之一。
　　本文首先了解织机的发展过程，了解毛巾剑杆织机的工作原理。充分了解了国内外有关织机刹车过程的研究与相关的文献综述。在实验室现有织机基础上，通过对织机刹车系统的整体研究与分析，确定课题题目以及确定本文的主要研究方向和内容。
　　其次，在明确研究方向和内容后，根据课题的需要，设计了毛巾剑杆织机刹车系统的控制电路系统。该系统选择基于Cortex-M0内核的LPC11c14微处理器，通过集成相关的模块，并通过CAN通信与织机主控模块通信，实现了控制织机刹车的要求，为后续的工作奠定了基础。
　　再次，通过研究分析，得出影响织机刹车精确性的主要因素是织机主轴载荷的动态变化，由于主轴上的载荷是变化的，使得刹车的控制变得困难。因此本文通过对主轴载荷动态变化的研究，得到载荷变化的规律，同时通过对刹车控制系统中的主要部件—电磁式离合器进行研究仿真，得到相关数据，提出了织机刹车系统闭环控制的方案。
　　最后，本文以一台毛巾剑杆织机为实验对象，在不同刹车角度和控制电流的条件下进行实验。对比实验结果，分析了刹车角度、高压电流等因素对刹车精确性的影响。通过本文的研究，对改善织机刹车的精确性具有积极意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 毛巾剑杆织机刹车系统发展现状

1．3 主要研究内容

1．4 本章小结

第二章 毛巾剑杆织机刹车控制系统设计

2．1 织机织造原理

2．2 织机刹车控制电路方案设计

2．3 刹车系统设计

2．3．1 刹车系统硬件电路设计

2．3．2 刹车系统软件设计

2．4 本章小结

第三章 织机刹车系统构成及主轴动态载荷分析

3．1 电磁离合器概述

3．2 电磁离合器的工作原理

3．3 电磁离合器传递扭矩特性及仿真

3．3．1 电磁离合器传递扭矩特性研究

3．3．2 MATLAB仿真

3．4 织机主轴载荷动态特性分析

3．5 本章小结

第四章 织机刹车闭环控制系统方案分析

4．1 闭环控制算法

4．1．1 PID控制算法

4．1．2 基于前馈补偿的PID控制算法

4．2 刹车闭环控制系统总体方案

4．3 实验结果及分析

4．4 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 论文成果与结论

5．2 后续研究展望

参考文献

附录

攻读学位期间的研究成果

致谢