基于Fuzzy--PID的纖維纏繞張力控制系統(tǒng)設計.pdf

1、隨著復合材料以其優(yōu)異的性能在航空、航天、石油、化工等領域獲得廣泛應用，纖維纏繞工藝作為管道、容器類復合材料制品的首選成型工藝而獲得蓬勃發(fā)展。纏繞工藝中的纖維張力控制技術是纏繞成型工藝中的核心技術，研制適合纖維纏繞復合材料成型工藝的高性能張力控制系統(tǒng)對提升纏繞制品質量具有重要意義。本文設計基于Fuzzy-PID的纖維纏繞張力控制系統(tǒng)，來提高復合材料纏繞工藝中張力控制系統(tǒng)性能，解決張力控制系統(tǒng)在出紗速度由高到低或由低到高切換時以及恒定出紗速

2、度下張力設定值階躍時存在張力控制精度低、張力波動大問題。從而保障纖維纏繞的工作效率和制品質量。
　　本文綜合位置式與直接反饋式的兩種張力控制方案的優(yōu)點，采用松下PLC作為控制器，天?？频慕嵌葌鞲衅骷胞惥暗膲毫鞲衅髯鳛闄z測元件、以亞德客電子比例閥和松下A5交流伺服電機為執(zhí)行元件，構成位置張力雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。分析了纖維出紗速度與張力耦合特性，以及紗團半徑的時變特性，建立了控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型，進行了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析。采用模糊控

3、制結合變速積分PID控制方法應用到張力控制系統(tǒng)中，克服了模糊控制存在量化誤差、調節(jié)死區(qū)以及PID參數(shù)適應性問題。使用VS2013開發(fā)了張力控制系統(tǒng)的上位機軟件，實現(xiàn)了層所需的紗線張力設計、設定張力給定值以及監(jiān)控張力變化、計算控制系統(tǒng)性能以及斷紗警告等功能。使用FPWIN GR2開發(fā)環(huán)境編寫了基于PLC的下位機軟件，實現(xiàn)了與上位機的通訊、數(shù)據(jù)采集處理、以及控制算法等功能。
　　基于本文所研制的張力控制系統(tǒng)結合龍門四軸纏繞機分別進行了