碳纖維退捻、卷繞裝備研制及工藝研究.pdf

1、碳纖維是一種具有很好的電學、熱學和力學性能等的新型材料。抗拉強度高、耐腐蝕、耐高溫、導電性強等。因此成為當今世界各國重點研究的對象。目前廣泛應用于航空航天、軍工、復合材料、醫(yī)療等行業(yè)。許多國家也因此將其放在國家戰(zhàn)略高度來考慮。
　　 應北京某航空研究所要求，需將其進口的一批T300型碳纖維(弱捻，捻度20捻/米)退捻，卷繞成一定形狀的卷裝用于制造復合材料。在將對方提供的樣品進行分析后，結合紡織卷繞工藝、機械設計制造等方面的技術，

2、研制了一臺用于弱捻的碳纖維退捻卷繞成型設備，包括機械裝置、控制系統(tǒng)、張力檢測三個部分。卷裝工藝上要求滿足卷裝容量大，毛絲小，碳纖維中張力均勻等。因此對卷繞過程中的張力控制進行研究十分重要。
　　 本文在基于仿真和實驗的基礎上優(yōu)化設計了一種用于張力控制的模糊PID控制器。將常規(guī)PID控制與模糊PID控制進行了比較，并在SIMULINK中進行了仿真，仿真結果表明：模糊PID控制響應速度快，且超調量也更小，對張力波動起到很好的抑制作用

3、，且其最大優(yōu)點在于當被控對象參數(shù)發(fā)生變化時，能夠利用自身的模糊推理方法時時調整PID參數(shù)，快速適應新的對象。
　　 在機械部分及仿真的基礎上，設計了由PLC、變頻器、張力傳感器、數(shù)據(jù)采集儀、觸摸屏等硬件組成的張力控制系統(tǒng)及檢測子系統(tǒng)。張力控制系統(tǒng)將張力傳感器采集到的張力信號首先經(jīng)PLC的A/D轉換后參與模糊PID的運算，輸出結果再經(jīng)變頻器來控制電機時時轉速，碳纖維中的張力也不斷變化，以期與目標張力趨向一致。觸摸屏實現(xiàn)機器開啟、停