纖維鋪纏設(shè)備中張力控制器及張力測(cè)試臺(tái)研究.pdf

1、張力控制是許多工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制中的一個(gè)重要的組成環(huán)節(jié)，如造紙、印刷、紡織和軋制等，它對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。纏繞成型是復(fù)合纖維材料成型工藝中的常用方法，鋪放技術(shù)是在纏繞技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，彌補(bǔ)了纏繞不適合凹面或較大面積平面制品的缺陷。而纖維張力是復(fù)合材料纏繞和鋪放成型中的一個(gè)重要參數(shù)，直接影響著制品的質(zhì)量，因而張力控制是纖維纏繞和鋪放工藝中的關(guān)鍵技術(shù)之一。
　　本課題采用了以可編程控制器（PLC）為主控制器，以計(jì)

2、算機(jī)為上位機(jī)，以交流數(shù)字伺服電機(jī)為執(zhí)行元件，張力傳感器為反饋元件的張力閉環(huán)控制方案。對(duì)伺服電機(jī)的控制分別采用速度控制和轉(zhuǎn)矩控制兩種模式，其中速度控制模式通過(guò)開(kāi)卷輥和芯模速度差的積分建立起纖維張力，轉(zhuǎn)矩控制模式通過(guò)給開(kāi)卷輥施加阻力矩建立起張力。
　　對(duì)兩種控制方式的工作原理進(jìn)行分析研究，并建立各組成部件的數(shù)學(xué)模型和系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。分析系統(tǒng)對(duì)輸入和擾動(dòng)信號(hào)的響應(yīng)，并用MATLAB軟件中SIMULINK工具箱對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真。對(duì)控制系

3、統(tǒng)采用PID控制，對(duì)PID控制的作用進(jìn)行了分析和仿真。
　　針對(duì)張力控制器的PID控制，開(kāi)發(fā)了PLC的梯形圖控制程序；根據(jù)張力設(shè)定輸入、實(shí)時(shí)監(jiān)控，以及實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行分析等需要，開(kāi)發(fā)了VC上位機(jī)控制程序，通過(guò)上位機(jī)與PLC的串口通訊完成參數(shù)設(shè)定和查詢(xún)數(shù)據(jù)功能，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，顯示圖形，計(jì)算控制性能指標(biāo)，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狀況進(jìn)行監(jiān)控。
　　根據(jù)要求設(shè)計(jì)了用于張力控制和檢測(cè)的張力測(cè)試臺(tái)，完成了裝配圖、零件圖的設(shè)計(jì)與張力測(cè)試臺(tái)的安裝、聯(lián)機(jī)調(diào)