基于模糊PID的微细金属丝拉拔张力控制研究

微细金属丝拉拔时的张力控制和拉拔后得到的微细金属丝的质量密切相关.对非滑动微细金属丝拉丝机进行恒张力控制系统设计,分析微细金属丝拉拔时张力产生的原因,确定电机速度、张力摆杆角度和拉拔张力之间的关系.利用闭环模糊PID控制原理设计拉拔丝控制系统,并在MATLAB-Simulink环境下进行仿真.仿真结果表明,该系统响应速度快,超调量小,抗干扰能力好;通过试验验证了该系统能够实时控制拉拔张力大小,满足微细金属丝恒张力拉拔加工的控制要求.     

硅片切割张力控制策略研究

对硅棒的切片加工技术进行了简介,分析了切割线在走线过程中张力波动产生的原因。提出基于伺服电机转矩控制和张力摆杆相结合的张力控制方案来替代现有的张力重锤控制方案,并建立了该控制方案运动学模型和动力学模型,为张力反馈控制提供了理论依据。通过建立速度控制模式下伺服电机的数学模型,提出模型参考自适应速度同步控制方案与张力摆杆的反馈相结合的张力控制策略。在MATLAB/Simulink仿真环境下分别建立基于PID控制策略和自适应控制策略的张力控制系统仿真模型,仿真结果表明该控制方案明显优于PID控制方案,能够有效控制线速度同步误差和张力波动。     

新型气-电控制张力系统的研究

介绍了一种采用PLC单片机作为主控制器,以低摩擦气缸和交流变频电机为执行元件的新型张力闭环控制系统.系统中采用摆杆机构和角度传感器来反映纤维张力变化,以取代半径检测装置和张力传感器,具体介绍了张力控制系统的组成以及数学模型的建立等.     

基于ARM微控制器的动态倾角传感器设计与制作

使用ADXRS150角速率陀螺仪设计了一种动态倾角传感器的电路,并基于ARM7LPC2210作为微处理器编写了程序,对传感器的输出数据进行处理.经过实验,验证了所设计动态倾角传感器的有效性.并且将该传感器与一款固体摆传感器的性能作了比较,证明了该传感器的动态测量性能优于固体摆传感器.     

多股簧绕制成型过程中时变非线性张力控制建模及仿真

针对当前多股簧数控加工机床存在的钢丝张力一致性不佳、张力控制系统调试效率低的问题,研究了张力产生机理,建立了时变非线性动力学模型。以3股钢丝的多股簧为例研究了钢丝间张力互相作用机制,并基于Matlab/Simulink搭建张力控制系统仿真平台,探索了某一通道阻尼突增对所有钢丝张力一致性的影响。仿真结果表明,钢丝张力突增使得钢索成型点后移,各钢丝捻角变大,进而导致放卷速度、牵引速度及张力产生波动。通过不同预设张力值下控制系统的仿真偏差与试验偏差曲线的对比,验证了仿真模型的有效性。仿真系统具有与实际张力控制系统相匹配的响应特性,仿真结果重现了多股簧实际加工过程中存在的一些现象及问题,对实际加工过程中张力控制系统参数的调整具有指导意义。     

基于MEMS微加速度计的无视觉传感器防摇控制系统研究

通过建立起重机吊重摆动的数学模型,明确吊重摆角与小车运行加减速之间的关系,并将MEMS微加速度计应用到起重机的防摇控制中,建立闭环控制系统,适时根据吊重摆角大小修正小车速度指令,实现防摇控制。实验证明,这种方法简单、经济,不需要安装视觉传感器测量吊重摆角,可以有效地消除载荷的摇动。     

悬吊结构体系摆振响应测试及非线性误差修正

为解决悬吊结构多种模式摆振运动状态的量测问题,采用基于加速度测量原理的倾角传感器,通过理论分析建立了由传感器加速度信号提取平动运动模式下结构摆角增益系数的计算公式,解决了结构平动运动模式的量测问题,并且经过非线性误差修正后可以提高测量精度。对于结构转动(或回转)运动模式,类似于平动摆振运动控制系统在转动中由于质量振子的线性位移与结构摆角速度耦合影响而导致控制失效的问题,此时基于加速度原理的倾角传感器也将失效,而需要采用陀螺仪测量回转运动摆振角速度,再通过积分计算结构摆角。最后,对悬吊结构体系在两种运动模式下的摆振运动状态测量进行了试验验证,结果充分证明了本文所提方法的有效性和可行性。此外,针对悬吊结构复杂的多模式平转耦联摆振状态测量,提出需要将倾角传感器与陀螺仪相结合的监测策略。     

基于自适应反演的超细金刚线张力控制系统

针对多线切割机张力控制系统存在库仑摩擦和摆角耦合等较强非线性特征,以及收放卷轮直径变化引起的参数不确定问题,提出了一种基于自适应反演的非线性补偿控制方法。该方法结合实验辨识和自适应参数控制器设计方法分别对多线切割机的多轴电机同步运动控制系统和不确定系统参数进行简化分析和在线估计,使用李雅普诺夫稳定性理论保证了系统全局渐近稳定性以及系统状态的有界性。仿真和实验结果表明,所设计的自适应控制器可以实现多轴同步运动,并将张力摆角控制在较小的范围内,获得更高的张力控制精度。     

台达自动化产品在高速针管连续拉拔机上的整合应用

为了解决针管高速拉拔中张力控制的问题,将自动化控制技术应用到拉拔机中。详细说明了拉拔机的机械结构和原理,分析了检测和控制之间的关系,以及针管拉拔过程中的张力变化情况,提出了PID控制伺服系统实现张力快速调整的方法,在机器启动过程时,同时给定速度,在提速过程中,由PID自动修正张力偏差。机器上实际运行结果表明,该方法可以实现张力快速、平稳地控制,启动加速时间短,无需过多调试即可快速投入使用,运行时提速快,实现了高速拉拔的要求。     

手术缝合线涂层工艺中张力自稳定系统的设计

为保持手术缝合线涂层工艺过程中丝线张力的稳定性,通过分析传统张力的控制方式及其局限性,提出了一种基于速度跟随原理的张力自稳定系统。该系统采用主动放线方式,从动力学角度建立放线系统张力控制模型,设计弹簧-张力杆机构。通过实时检测走线过程中张力的波动,改变主动放线速度,从而减小走线过程中丝线张力的波动幅度,提高系统稳定性。构建了虚拟样机,在ADAMS中进行动力学仿真,仿真结果表明该弹簧-张力杆机构能将张力的波动幅度减小70%。最终以与强生（中国）医疗器材有限公司共同研制的四头上蜡机作为测试对象,与传统设备相比,该方案可将张力的波动幅度减小53%。     

气动张力控制系统在放卷装置中的应用

为解决纸张放卷过程中断纸、跑偏等问题,将气动技术应用到纸张放卷装置中,开展了纸张恒张力控制过程分析,提出了采用气缸浮辊位移的变化来检测纸张中的张力变化的方法,结合变速积分PID控制算法,完成了对纸张的恒张力控制。设计了以MCS-51单片机为主控芯片,位移传感器为反馈环节,电控气动比例阀为执行机构的气动张力控制系统。系统运行结果表明,气缸浮辊位移变化能快速响应张力变化,具有稳定性好、位移偏差低、控制精度高、鲁棒性强等优点,对收放卷系统恒张力控制具有重要的借鉴意义。     

一种绕线伺服张力器建模及其H∞仿真控制研究

针对异形线圈绕制时速度波动造成的张力波动问题,为了降低张力波动幅度,设计出了一种伺服张力控制装置并研究了其控制方法。在分析跳辊上、下游绕线长度和跳辊上绕线速度的基础上,建立了该张力器的张力数学模型,并分析了各扰动对张力的影响程度。研究了H∞控制方法在异形线圈绕线过程中的控制应用和设计方法,以及权函数的选择方法。利用Matlab工具箱设计得到了H∞控制器,使扰动至张力传递函数H∞范数最小,并设计PI控制器进行了对比,分析了闭环控制系统中扰动至张力的幅频特性,并在不同频率、不同速度正弦信号扰动输入下对控制系统进行了仿真分析。研究结果表明,该伺服张力器能有效控制张力波动幅度,与PI相比H∞控制方法能适应不同频率的扰动,且其张力波动幅度仅是PI控制下的1/3。     

寄生式时栅安装误差对传感器测量精度的影响

为了提高寄生式时栅行波信号的质量和传感器的测角精度,研究了离散式测头安装误差对传感器测角精度的影响。介绍了寄生式时栅的结构组成和工作原理,建立了三维仿真模型,应用Ansoft Maxwell仿真软件对测头与转子不同间隙、测头的俯仰角和偏摆角大小变化对传感器测角精度的影响进行了仿真实验分析,同时应用84对级的寄生式时栅搭建实验平台进行了实际实验验证。仿真和实验结果显示:安装误差中的间隙、俯仰角、测头的偏摆角等因素变化对传感器测量精度均有影响。间隙变化对测量精度的影响具有规律,可通过建模进行修正。实验所用的84对级的寄生式时栅最佳安装间隙大小为0.2mm。俯仰角、偏摆角的变化对测量精度的影响规律变化较复杂,故文中建立了相应的误差补偿模型。本文的研究结果可用于指导传感器的结构优化设计、测头的安装和误差精确补偿,进而提高传感器的测角精度。     

一种带材张力的在线实时检测方法

张力检测和控制是板带材的延伸生产处理过程中的关键因素,直接影响产品的质量。根据生产现场的情况,当带材的入角和出角是固定值时,利用张力传感器可以得出带材的张力。但当卷绕辊与支撑辊的位置固定、带材的卷径变化时,带材出角就是一个变量。为得到正确的带材张力,须根据带材出角数值实时计算带材张力。本文所设计的计算方法适用于带材外公切或内公切支撑辊和卷绕辊的情况。     

直进式拉丝机控制系统的优化研究

为了解决传统直进式拉丝机控制精度差、运行效率低的问题，在对直进式拉丝机工作原理进行深入分析的基础上，利用PLC及调谐托辊建立了一种新的直进式拉丝机控制系统。对该控制系统整体结构、偏斜耦合控制原理等进行了分析。结果表明，新的控制系统能够将直进式拉丝机的平均拉拔速度提升23.9%，将系统在工作过程中的积线或者拉断异常率降低94.1%，极大地提升了直进式拉丝机的运行稳定性和可靠性。     

基于Solid Works的双摆杆摆角放大机构运动仿真分析

利用SolidWorks软件对双摆杆摆角放大机构进行了三维实体建模及装配,并运用Motion模块对其进行了运动仿真分析,得到了双摆杆摆角放大机构的角位移、角速度、角加速度随时间的变化曲线。运用SolidWorks 进行机构运动分析,可使整个分析过程在精确、高效的基础上更加形象、生动,消除了传统设计中的许多弊端。     

电动沙发八杆搁脚机构优化设计

针对电动沙发八杆搁脚机构运行过程中存在的平稳性较差问题,对搁脚杆系运动过程中的速度及传动角变化进行了研究。为提高搁脚机构杆件运动速度的平稳性,采用杆系运动学理论建立了八杆搁脚机构各运动杆件的位置、速度方程,通过Matlab运行了理论模型,然后与Adams中的运动仿真分析进行了对比,评价了理论模型的正确性;在理论模型的基础上,采用了遗传算法作为优化算法,以搁脚机构运行过程中速度的平稳性即速度波动性最小为目标,对搁脚机构的杆件尺寸进行了优化;将优化前后的模型参数输入到Adams中仿真分析并进行了比较,分析了优化结果。研究结果表明:优化后搁脚机构的速度平稳性得到了提升,同时搁脚机构的传动角也得到了相应的增加。     

S型截面不锈钢钢丝成形工艺和模具设计

根据不锈钢材料强度高、硬化严重和S型横截面形状复杂、尺寸小的特点,确定采用两道次辊弯预成形、两道次辊模拉拔、一道次固模精拉的工艺方案,设计S型截面不锈钢钢丝五个道次成形工艺过程的轧辊孔型。此项研究成果对S型截面钢丝有重要的参考价值。     

摆杆刚度对连接器自动对接控制系统影响分析

该文建立了连接器自动对接装置液压伺服控制系统在刚性基座、柔性基座两种不同工况下的数学模型,并分别进行仿真了分析。依据仿真结果,摆杆刚度对控制稳定性和控制精度有较大影响;特别是在大风环境,摆杆、火箭在风载作用下加速摆动,二者间有一定相对运动速度,摆杆刚度对控制系统的动态跟踪精度影响更加明显。并由此得出,控制系统采用阀控液压缸方式时,摆杆必须满足必要的刚度条件。该文可对采用阀控液压缸方式实现连接器自动对接装置或各类底座刚性较差的类似产品的控制系统设计提供参考。     

细丝拉丝机张力控制系统设计与仿真

拉丝机卷绕张力是细丝拉丝生产过程中的重要因素.为解决钢丝拉丝过程中张力过大时易拉断、张力过小时卷绕效果差等问题,将基于PID控制算法的PLC技术应用到细丝拉丝机张力控制系统中,开展了张力产生原因及控制方法分析,建立了收卷速度与细丝拉力之间的关系及模型,提出了以PLC为核心控制器的张力控制方法;最后,基于Matlab Simulink对上述细丝张力控制系统进行了评价,并开展了相应的仿真试验.研究结果表明,该张力控制系统可以对拉丝机实现良好的控制效果,其响应快、超调小,具有较高的精度和稳定性.