基于转矩控制模式的经编电子横移系统设计

针对目前采用的位置控制模式和速度控制模式无法满足高速经编机梳栉横移高定位精度、高动态响应需求的不足,设计了一种基于转矩控制模式的经编机电子横移系统,并设计出电子凸轮的运动规律曲线和运动控制卡的PID控制算法,实现梳栉横移的柔性冲击和高定位精度。通过理论与实践分析,推导出电机的选型计算公式,选择高响应伺服电机。并从梳栉横移振动和电机实际反馈速度分析验证了转矩控制模式下梳栉横移的高定位精度和高动态响应性。     

基于前馈控制的经编机横移系统高速定位

经编机电子梳栉横移系统通常采用普通PID控制,难以满足梳栉横移高速、高响应和精准定位的要求.针对这一问题,在分析伺服电动机物理模型的基础上设计了由普通位置环、速度环和电流环组成的三闭环PID交流伺服控制系统,并在系统中引入电流环和速度环的前馈控制来提高梳栉的高速定位控制性能.通过MatLab软件的仿真测试和RSE4-1...     

动态变结构控制策略在经编机高速电子横移中的应用

基于位置控制的伺服系统定位精度高但动作响应慢,基于速度控制的伺服系统响应性能好但易产生位置超调定位精度差。针对采用单一控制结构难以满足经编机高速电子横移高精度和高响应双重控制要求的问题,本文提出一种变结构控制策略,即根据当前的主轴转速和垫纱数码,利用速度控制的高频响应特性启动梳栉,利用位置控制的高精度定位特性停止梳栉,将速度控制和位置控制实时组合到一次横移运动中予以动态切换,用远离槽针处电机速度的快速调整获取后续较短的定位整定时间,用动态的变结构控制来保证系统对快速响应和精确定位的同步要求。通过在DSP系统上编写算法进行测试验证,该动态变结构控制策略能很好地改善经编机高速电子横移的控制效果。     

基于PID参数的经编机电子横移系统优化

为准确把握PID参数对经编机电子横移系统的影响以及优化系统性能,分析了在速度控制模式下电子横移伺服控制系统的控制结构。依据各个环路的作用,对电子横移伺服控制系统中的电流环、速度环、位置环的PID控制方式进行选择。并以速度调节器中的P参数为例,在HKS4型高速经编机上进行试验,分析不同速度比例增益对系统的影响。结果表明,增大速度比例增益可加快系统动态响应,有利于机速的提高。最后,通过细化试验参数区间,找到速度比例增益临界值,提高了最高机速,优化了现有电子横移系统的动态响应性。     

经编机电子横移系统高速响应性的影响因素

针对高速经编机电子横移控制系统高速响应性不佳的问题,根据经编机梳栉横移的运动要求,搭建了一套梳栉横移运动响应性的测试平台。通过测试电子横移系统中伺服惯量比、电动机选型(如电动机功率、磁极对数等)等参数改变后,横移伺服电动机的实际运动曲线与控制系统指令曲线,分析这些因素变化对电子横移控制系统高速性能的影响。结果表明:电子横移系统的伺服惯量比参数设置应与实际的负载情况相吻合,否则会导致横移时梳栉振荡、或运动刚性不足,影响横移精度;伺服电动机选型应考虑磁极对数与功率大小,增加伺服电动机的磁极对数可大大提升系统的响应性,而电动机功率的选择以够用为宜,增大电动机功率无助于系统响应性的提高。     

经编机电子横移运动同步性补偿设计

为解决经编机电子横移系统中横移动作滞后、不能满足经编机高速运转需要的问题,通过实验测试了经编机电子横移系统中常用的3种交流伺服系统的伺服驱动器接收的指令信号曲线和伺服电动机实际运动曲线,确定了各伺服系统的运动响应的滞后时间,并针对性地设计了一种与主轴运转实时同步的横移指令信号以弥补横移滞后的补偿方案,即根据经编机实时转速来动态预置横移指令信号的提前量,以弥补电子横移系统的滞后时间。结果表明：在相同系统配置条件下,电子横移系统通过设置合适的指令信号提前时间量作为补偿值,即根据经编机主轴的当前运转速度,采用提前发出横移指令信号的方法可有效补偿横移伺服的滞后响应特性,保证了梳栉横移与摆动动作的同步性,电子横移经编机的运转速度可提高约18%,从而显著提升电子横移经编机的生产效率。     

高速经编机电子梳栉横移运动规律及影响因素的分析

为了提高高速经编机在电子横移系统的速度和稳定性,本文在满足高速经编机对梳栉横移运动工艺要求的基础上,描述了电子梳栉横移机构的机械结构,分析了梳栉横移时应遵循的运动规律,更进一步分析了影响梳栉横移运动规律的几种因素,提出了较好的减小这些因素对梳栉影响的方法。     

基于速度控制模式的经编电子横移控制算法

针对采用位置控制模式的经编电子梳栉横移系统横移冲击大、运动性能差等不足,设计一种基于速度控制模式的电子横移系统,并选用组合正弦加速度曲线作为梳栉的运动规律.通过分析,利用函数法或查表法可得到横移驱动电动机的指令速度,并由相应的模拟量控制电动机的速度和方向,用PID算法修正电动机速度,使梳栉实现柔性准确横移.基于速度控制...     

经编机电子横移系统动力学模型分析

结合经编机电子横移的研究现状,分析电子横移的工作原理,并对电子横移的各部分建立动力学模型,包括交流伺服系统模型、机械传动结构模型和电子横移系统整体动力学模型,运用Matlab仿真软件对动力学模型进行仿真和参数调节。结果表明,增大速度环增益,可以提高电子横移系统动态响应性。最后在改装的Mayer KS4经编机上进行横移响应曲线测试,试验结果验证增大速度环增益,可以有效提高电子横移伺服控制经编机的车速。     

伺服控制多梳经编机生产速度的影响因素分析

阐述了交流伺服控制花梳横移系统的原理。分析了影响生产速度的主要因素,在经编机主轴横移角度一定的情况下,伺服控制多梳经编机生产速度主要由横移时间决定,横移时间的长短与伺服参数的优化程度、电机的响应性和一次横移的针距数密切相关。适当的伺服系统响应性是满足多梳经编机横移系统"停止→运动→停止"运动特性的关键,对多梳经编机生产速度的提高起着决定性的作用。花型组织一次横移最大针数决定横移该针距所需的脉冲数和横移时间,它的大小对伺服控制多梳经编机生产速度的提高有一定的影响。     

高速经编机电子横移控制模型选择及动态响应分析

 本文选用无停留修正梯形加速度曲线作为高速经编机电子横移的控制模型,在KS4高速经编机上进行不同条件下带梳栉实验,对比分析高速运动中梳栉驱动系统的适时动态响应特性曲线表明,选择该运动曲线作为高速经编机电子横移控制模型是合适的,并且具备良好的控制效果。实验同时表明,为有效提高车速,在针前横移区间,电子横移控制所采用的横移起始角度要超前于实际机械横移起始角,最大可到5°;而在针背横移区间,电子横移控制所采用的横移起始角度要滞后于实际机械横移起始角度,至少为20°;并且在两种情况下,电子横移控制所采用的横移结束角均要提前于实际机械横移结束角。     

高速经编机电子横移系统运动精度分析

针对电子横移系统不能适应高速经编机的发展要求,影响高速经编机全面电子化控制的问题,通过对电子横移系统的工作原理与工艺要求的研究,从系统控制和机械结构两方面分析影响横移运行精度的因素。结果表明：在系统控制方面,控制方式、驱动运动规律、电子齿轮比设置、跟随误差、反馈方式与精度、主轴信号装置是影响横移运动精度的因素;在机械结构方面,直线伺服电机的选型与安装、顶杆长度、电机运动轴与梳栉的平行度是横移运动精度的主要影响因素。     

闭环控制经编送经系统

经编机送经控制系统是一个时刻发生变化的非线性系统,针对经编生产,特别是高速经编机生产要求,送经系统应具有快速响应性、高控制精度和稳定性的特性,为此设计了采用闭环控制的经编送经系统。主要介绍该系统的原理、方法和组件构成,以及对系统的测试分析方法。系统采用DSP数字控制器作为送经控制单元的核心部件,通过测速压辊得到经轴盘头的即时外周长和实际送经量,获取下一周期经轴电动机速度,根据送经量的偏差,再通过控制器的智能PID计算、修正,形成全闭环控制来实现送经系统的实时在线调整。对比实验结果表明,设计的经编送经闭环系统合理、可行,并具有高精度、响应性和稳定性。     

基于柔性多体系统的经编机梳栉摆动机构动力学分析

 梳栉摆动机构作为经编机的主要关键机构之一,直接影响了经编机的高速运行性能。本文仿真分析了梳栉转轴在低速运行时约束反力的变化情况,并借助ADAMS以及Nastran分析软件建立了经编机梳栉传动机构的柔性多体动力学模型,分析了经编机高速运行时的动态响应,得出了在高速运行时梳栉允许横移时间角改变的程度;在不同转速下导纱针针尖位置的偏差程度和变化趋势;梳栉传动机构振动的变化趋势及其原因。     

基于双总线架构的经编机双贾卡提花控制系统

针对贾卡梳栉数增多和提花信息量迅速增大后的双贾卡经编机,因静态花型数据加载时间过长和动态提花数据刷新过慢,致使产品工艺翻改不便和生产速度下降等问题,构建了基于两级总线式系统架构和组合式贾卡控制单元的经编双贾卡提花控制系统。采用百兆以太网进行双贾卡工艺文件的静态大数据块批量传送加载,设计双线程时序以平衡大数据量高速流入与低速存储之间的矛盾,开辟双缓冲数据堆栈以空间换时间实现总线数据传输与偏置动作的隔离与并发执行,有效缓解了双贾卡提花生产中大数据量与高实时性之间的冲突。在RDJ6/2型经编机上生产验证表明:所设计的双贾卡提花控制系统可满足生产速度不低于450 r/min,生产速度提升近30%;1 000横列花高双贾卡工艺文件加载时间约为10 s,加载速度提升120倍。