自動纖維鋪絲機(jī)張力系統(tǒng)研制.pdf

1、纖維鋪放技術(shù)是復(fù)合材料成型的一種重要工藝方法,其廣泛應(yīng)用于航空領(lǐng)域,尤其是大飛機(jī)制造業(yè)。纖維自動鋪放機(jī)床是實現(xiàn)纖維自動鋪放工藝的關(guān)鍵裝備,是提升航空工業(yè)復(fù)合材料成型自動化水平的重要支撐。而張力控制器是纖維自動鋪放機(jī)床中極其重要的一個部件,纖維張力的大小,波動率等直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量。
　　本課題研究的張力控制器選用上下位機(jī)控制方式,采用DSP2812作為主控單元構(gòu)成下位機(jī),PC機(jī)為上位機(jī),松下A4數(shù)字交流伺服電機(jī)和SMC低摩擦氣功

2、作為執(zhí)行元件,編碼器作為反饋元件。由氣缸施加壓力,通過編碼器檢測由于張力變化而引起的擺桿的擺動,構(gòu)成反饋環(huán)節(jié),由此構(gòu)成了閉環(huán)控制系統(tǒng)。
　　首先,對張力控制器的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計,構(gòu)建了控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,并且通過Matlab建模,分析了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差,并研究了采用增加PID環(huán)節(jié)后張力控制系統(tǒng)對典型輸入信號以及擾動信號的響應(yīng)特性。
　　然后,搭建了系統(tǒng)的軟硬件平臺,設(shè)計了以DSP為核心的控制系統(tǒng),電路主要包含DSP最小系統(tǒng),A

3、D轉(zhuǎn)換,DA轉(zhuǎn)換,RS232通信接口,編碼器接口等,并根據(jù)該原理圖繪制了PCB板。軟件方面,采用模塊化設(shè)計思想,靈活運用DSP內(nèi)部中斷,編寫了控制器程序,提高了程序的可讀性。
　　最后,搭建了張力控制系統(tǒng)實驗平臺,利用該系統(tǒng)進(jìn)行了張力控制實驗。實驗結(jié)果表明,該張力控制系統(tǒng)能夠在各種擾動速度下輸出較為穩(wěn)定的張力,張力的波動量較為穩(wěn)定,最大波動1.8N,在可接受的范圍內(nèi)。同時,在實驗中也發(fā)現(xiàn),該張力控制系統(tǒng)存在張力死區(qū),在低張力狀態(tài)下