| 【中文题名】 | 缠绕机张力控制系统研究 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 机械设计及理论 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-7-2 |
| 【中关键词】 | 纤维缠绕,张力控制,模糊PID控制算法,仿真,, |
| 【英关键词】 | fibre winding,tension control,fuzzy self-adaptive PID control arithmetic,simulation, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>自动控制、自动控制系统> |
| 【论文摘要】 |
复合材料缠绕成型具有一次成型、强度高等特点而受到了广泛的关注和应用。缠绕成型中由于缠绕张力的作用，外层纤维将对内层纤维产生一个径向的接触压力，使内层产生收缩变形，同时使缠绕层产生内松外紧的现象。为了使内外各层纤维在缠绕完成以后的张力基本相同，本文利用弹性力学的方法推导出所要求的各层纤维张力计算公式。对于芯模要拆除的制品给出了制品中的残余应力计算式和芯模上的缠绕压力和径向位移，前者用于芯模设计，后者用于控制最终产品的公差。而对于芯模不拆除的制品给出了芯模刚度与最大缠绕张力间的关系式。
通过分析张力控制的特点和要求，设计用微机控制力矩电机的张力控制系统。提出用智能传感器，实现张力闭环控制，以确保张力控制达到各项性能要求。直流力矩电动机堵转力矩大，空载转速低，不需要任何减速装置可直接驱动负载，既消除了齿隙又缩短了传动链，并具有反应速度快、特性线性度好等优点，因而保证系统的稳定性及静态动态精度；采用片上集成芯片ADuC824构成智能传感器，由于它可直接接收来自传感器的微弱信号且集成度高、体积小，可以大大简化结构。
通过建立并分析张力控制系统各部分的数学模型，设计参数自整定模糊PID控制器。用... |
| 【论文题纲】 |
|
摘要 |
4-5 |
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ABSTRACT |
5-8 |
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第一章 概述 |
8-15 |
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1.1 纤维缠绕原理及工艺 |
8-10 |
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1.2 纤维缠绕工艺分类 |
10-12 |
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1.3 国内外纤维缠绕技术的发展状况 |
12 |
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1.4 纤维缠绕技术的发展趋势 |
12-13 |
|
1.5 纤维缠绕的主要工艺参数及本文研究内容 |
13-14 |
|
1.6 选题的目的和意义 |
14-15 |
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第二章 缠绕张力分析及张力制度研究 |
15-30 |
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2.1 缠绕张力的产生 |
15-16 |
|
2.2 张力控制的重要性 |
16-18 |
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2.3 对张力控制的要求 |
18-19 |
|
2.4 确定张力制度的因素和方法 |
19-20 |
|
2.4.1 选择初张力考虑的因素 |
19 |
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2.4.2 设计张力的几种方法 |
19-20 |
|
2.5 张力制度设计 |
20-30 |
|
第三章 张力控制系统硬件研究 |
30-39 |
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3.1 张力控制原理 |
30 |
|
3.2 张力控制系统总体方案 |
30-31 |
|
3.3 硬件控制部分 |
31-38 |
|
3.3.1 电路系统方案设计与组成 |
32-33 |
|
3.3.2 张力数据采集系统 |
33-34 |
|
3.3.3 传感器选择 |
34-36 |
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3.3.4 执行元件选择 |
36-38 |
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3.4 张力检测部分 |
38 |
|
3.5 张力传递部分 |
38-39 |
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第四章 张力控制系统建模及控制器设计 |
39-54 |
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4.1 张力控制系统数学模型的建立 |
39-42 |
|
4.1.1 执行元件 |
39-40 |
|
4.1.2 施力机构 |
40-42 |
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4.1.3 张力检测机构 |
42 |
|
4.2 张力控制算法研究 |
42-44 |
|
4.3 PID参数自整定模糊控制器设计 |
44-52 |
|
4.3.1 PID参数初值选择 |
44-46 |
|
4.3.2 PID参数自整定模糊控制系统的组成 |
46-47 |
|
4.3.3 PID参数自整定模糊控制器设计 |
47-52 |
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4.4 采样时间的选择 |
52-54 |
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第五章 张力控制系统仿真及控制软件研究 |
54-64 |
|
5.1 仿真软件简介 |
54-55 |
|
5.2 系统仿真 |
55-57 |
|
5.3 张力控制系统软件设计概述 |
57 |
|
5.4 软件要求 |
57-58 |
|
5.5 总体设计 |
58-59 |
|
5.6 具体设计 |
59-64 |
|
5.6.1 系统初始化 |
59 |
|
5.6.2 系统自检 |
59 |
|
5.6.3 系统定标 |
59-60 |
|
5.6.4 数字滤波处理 |
60-61 |
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5.6.5 软件抗干扰研究 |
61-62 |
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5.6.6 运行 |
62-64 |
|
结论 |
64-65 |
|
参考文献 |
65-67 |
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发表论文和参加科研情况说明 |
67-68 |
|
致谢 |
68 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.383566 |
