双PID控制的经编机电子横移系统设计

经编机梳栉电子横移控制系统由于无法满足高速的要求而成为高速经编机全电子化的一个瓶颈。针对采用位置控制模式的高速经编机电子横移系统定位时间长、动态响应不足等缺陷,研究了一种基于双PID速度控制模式经编机电子横移控制系统。控制系统中,先基于工艺预先规划出横移速度曲线,再结合运动控制卡和伺服驱动设计出双PID控制算法,保证整个横移运动的位移可控和低刚性冲击。通过理论分析和实验测试,证实该控制系统能够满足高速经编机高速度、高精度、高响应和高频率启停的横移工艺要求。     

经编机电子横移软件系统的设计

目前互联网技术与经编生产结合日益紧密,经编机需要融入企业网络,同时还需和智能终端交互。为了满足此类需求,设计了以Socket为通信接口的经编机电子横移软件系统,并对软件所需的数据结构和算法进行了研究。系统使用多线程技术实现各功能模块同时运行。     

基于Simulink的经编机电子横移系统仿真

为解决经编电子横移系统电气与机械特性差异所导致的系统优化困难问题,根据电子横移系统的控制原理,分别对系统的各个部分进行建模,包括伺服驱动与电机模型、信号调节与反馈模型、机械传动机构模型,再通过传递函数的输入输出关系,建立了经编机电子横移系统的整体仿真模型。并使用MatLab/Simulink对仿真模型进行验证与对比,根据系统阶跃响应的仿真振荡逐渐收敛且迅速趋于稳定,验证了模型的准确性与系统的稳定性。为进一步优化系统的动静态特性,以速度调节器参数为例,分析不同速度比例增益下的系统阶跃响应,结果表明：增大速度比例增益有利于提高电子横移系统的动态响应性,但当增益增大到一定值,则会使系统振荡而无法使用。     

基于DSP的经编机电子横移系统探讨

近10年来,国外经编机的自动化水平有了明显的提高,在新型经编机上普遍采用了自动化技术,尤其是现在许多先进的新型经编机都已采用了电子横移系统.该系统具有花型变化快、操作方便等优势,但国内对这方面的研究还不够深入.本文将对一种基干DSP的电子横移系统进行研究,以便为国内经编机用电子梳栉横移机构的开发与性能优化提供一定的理论支持.     

高速经编机电子横移原理探讨

针对传统机械式横移机构对企业产品开发和生产效率的提高带来的制约,提出采用高速经编机电子横移机构将是经编行业的必然发展趋势。详细介绍高速经编机横移运动的要求,在此基础上确定了交流伺服控制方案及流程,并对如何确保横移运动的精确性和稳定性进行了深入研究,从机械和控制两方面得出了解决方案。结果表明该电子横移机构可靠性高、花纹设计方便,能很好地适应市场变化。     

基于伺服控制经编机电子横移系统的研究

提出一种基于伺服控制的经编机电子横移系统。该系统以单片机作为系统控制核心,工控机为系统支撑,三菱伺服为执行机构,实现了高效花型传输、存储、参数设定以及生产监控等功能,具有传统的机械式经编机横移机构不可比拟的优势,对今后国内经编机的改造具有重要参考价值。     

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。     

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。     

经编机电子横移运动规律的优化分析

本文介绍了电子横移系统的结构及原理,选取了运动特征良好的无停留修正梯形为横移曲线。通过分析该曲线的特征结合横移运动的特性提出了采用提前横移的方法增大针前横移区间。并以RSE4-1经编机为例通过理论计算得出了采用该横移曲线的提前横移角度为8.4°。对影响提前横移的因素进行了分析,得到提前横移角度可在理论基础上增加7.8°。最后以基于三菱J4型旋转伺服电机、采用无停留修正梯形横移曲线的RSE4-1型经编机为实验平台,测试了主轴速度在1 300 r/min的情况下针前横移角度可提前16°。     

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。     

经编机梳栉电子横移伺服的最优滑模控制

为解决经编电子横移系统易受外部机械振动等因素干扰的问题,根据经编机横移控制原理,通过对电气传动机构与机械传动结构进行建模,依据二者之间的输入输出关系构建经编电子横移系统的空间数学模型。再根据线性最优控理论下的性能指标为基础,结合滑模控制理论,设计出经编电子横移系统最优滑模控制方法。通过MatLab仿真结果表明:当外界不存在干扰时,最优滑模控制具有良好的动静态性能;当伺服系统外界存在干扰时,最优滑模控制能在有限的时间内克服干扰影响。通过对比参考模型,在单位阶跃响应的仿真中进一步验证了最优滑模控制具有良好的准确性及稳定性。     

紧凑型多梳经编机电子横移系统的开发

针对链块式多梳经编机存在的翻改花型不方便、花型循环受限制等问题,采用伺服电动机传动滚珠丝杠系统,设计一种结构紧凑的多梳经编机电子横移系统。以卡尔·迈耶公司的MRES33型多梳经编机为例,进行横移系统改装升级,并通过实际生产对比链块式横移机构和电子横移系统的生产情况。结果表明,该紧凑型多梳经编机电子横移系统具有花型更换便捷、生产速度提高和经济效益显著等优势,可用于多梳经编机的改进设计,有利于经编新产品的开发与生产。     

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...     

经编机梳栉的横移振动分析

针对经编机高速运行时导纱梳栉因机械振动而产生擦针或擦伤纱线,并导致控制系统运行失效的问题,提出应用模态分析技术对经编导纱梳栉进行动力学分析.通过搭建声学振动测试平台,实测经编梳栉的关键动力学参数:阻尼比、固有频率和固有振型,获取反映梳栉单位激振力振幅响应的幅频特性.在此基础上提出经编梳栉高速运行时的减振措施,并经对比实验证明该措施有效,且梳栉振动分析方法正确可行.     

经编机梳栉横移机构的发展

简述了横移运动的规律。阐述了经编机梳栉横移机构的发展，机械横移机构有花板式横移装置和花盘式横移装置两种，电子横移机构包括SU电子横移装置、高速机电子横移装置和铜绳花梳横移机构，重点介绍了它们的结构组成、工作原理和特点。此外，还预测了经编机横移机构的发展趋势。     

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。     

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...     

经编机梳栉横移机构的动力学分析

 为了研究梳栉自身的固有性质与力学性能,提高梳栉在经编机横移运动中的平稳性与动态响应性,对梳栉横移机构进行简化分析建立了动力学模型,根据牛顿运动定律给出了动力学微分方程,用拉普拉斯变换法进行求解,并应用Matlab/Simulink仿真分析模块创建了相应的仿真模型。采用声学与振动分析系统（3560C型）、4507B型加速度传感器和电脑组成的振动测试系统对梳栉进行实际采点测量,以实测梳栉外部激励作为输入信号对模型进行了仿真,仿真所得振动加速度响应与实测结果吻合程度较高,证明了该模型的建立是成功的。     

高速经编机梳栉横移运动的优化设计

为改善梳栉横移运动,减小横移冲击,通过分析梳栉横移运动的工艺特性,运用机械运动学理论,选用适合高速凸轮机构的组合正弦加速度运动规律作为梳栉横移驱动曲线,研究影响横移运动特征值的4个因素：织针针距、横移针距数、经编机主轴转速和横移允许主轴转角。分析结果表明,可通过增大横移允许主轴转角的方法来优化横移运动,即在确保横移安全可靠的条件下导纱针横移提早起始点,延后结束点,增长实际横移时间,从而显著改善高速经编机梳栉横移的运动性能。     

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。