纖維鋪纏設備中張力控制器及張力測試臺研究.pdf

1、張力控制是許多工業(yè)生產(chǎn)過程控制中的一個重要的組成環(huán)節(jié)，如造紙、印刷、紡織和軋制等，它對提高產(chǎn)品質(zhì)量起著至關重要的作用。纏繞成型是復合纖維材料成型工藝中的常用方法，鋪放技術是在纏繞技術基礎上發(fā)展起來的新技術，彌補了纏繞不適合凹面或較大面積平面制品的缺陷。而纖維張力是復合材料纏繞和鋪放成型中的一個重要參數(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鍵技術之一。
　　本課題采用了以可編程控制器（PLC）為主控制器，以計

2、算機為上位機，以交流數(shù)字伺服電機為執(zhí)行元件，張力傳感器為反饋元件的張力閉環(huán)控制方案。對伺服電機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開卷輥和芯模速度差的積分建立起纖維張力，轉(zhuǎn)矩控制模式通過給開卷輥施加阻力矩建立起張力。
　　對兩種控制方式的工作原理進行分析研究，并建立各組成部件的數(shù)學模型和系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。分析系統(tǒng)對輸入和擾動信號的響應，并用MATLAB軟件中SIMULINK工具箱對控制系統(tǒng)進行仿真。對控制系

3、統(tǒng)采用PID控制，對PID控制的作用進行了分析和仿真。
　　針對張力控制器的PID控制，開發(fā)了PLC的梯形圖控制程序；根據(jù)張力設定輸入、實時監(jiān)控，以及實驗中進行分析等需要，開發(fā)了VC上位機控制程序，通過上位機與PLC的串口通訊完成參數(shù)設定和查詢數(shù)據(jù)功能，對數(shù)據(jù)進行實時處理，顯示圖形，計算控制性能指標，并對現(xiàn)場狀況進行監(jiān)控。
　　根據(jù)要求設計了用于張力控制和檢測的張力測試臺，完成了裝配圖、零件圖的設計與張力測試臺的安裝、聯(lián)機調(diào)