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文檔簡介
1、預浸布作為一種制作復合材料的工業(yè)化原材料,對于復合材料產品的應用和生產具有重要的意義。本文以湖北航宇所委托天津工業(yè)大學研制碳纖維預浸布生產設備為應用背景,針對多絲束碳纖維干擾因素多、張力穩(wěn)定難以及鋪放精度高的特點,開展了對碳纖維預浸鋪放機系統(tǒng)的研究。本文主要完成了以下方面的工作:
1.對碳纖維預浸鋪放機生產工藝進行了分析,從理論上研究了碳纖維鋪放的卷繞及張力理論,對系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié):摩擦張力調節(jié)環(huán)節(jié),碳纖維放卷輥及鋪放輥環(huán)節(jié)
2、,同步運動環(huán)節(jié)分別進行了建模,在此基礎上,最終建立了基于框圖的整機系統(tǒng)模型,為其后的仿真奠定了理論基礎。
2.研究了系統(tǒng)控制策略,設計了微分前饋濾波型二自由度張力控制器,并通過對信號的濾波處理有效的防止了干擾信號的影響。在系統(tǒng)建模的基礎上進行了simulink環(huán)境下的仿真,驗證了張力控制器的可行性并得到了優(yōu)化參數;設計了目標跟隨式的同步運動控制器,保證了鋪放的高質量。
3.基于對碳纖維預浸鋪放系統(tǒng)控制策略的研
3、究,對碳纖維預浸鋪放機的控制系統(tǒng)軟硬件進行全方位的設計,實際結果表明,采用以上算法后,碳纖維張力達到±1N;鋪放精度達到±0.1mm。研究了觸摸屏與遠端監(jiān)控相結合的雙上位控制結構,設計了觸摸屏本地人-機接口,利用RS-485總線傳輸,實現了碳纖維預浸鋪放機遠端監(jiān)控。
本套設備已經通過驗收。實際結果表明,采用積分前饋濾波型二自由度PID控制的碳纖維鋪放機系統(tǒng)滿足整機高速、高精度的要求,在鋪放速度15-35(m/min)時,張
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