基于交流伺服電機的纖維纏繞張力控制系統(tǒng)研究.pdf

1、纖維纏繞成型是一種重要的復合材料成型工藝,在纖維纏繞成型的過程中纖維紗帶受到的張力是影響所得制品質(zhì)量的重要工藝參數(shù),對纏繞過程中張力的實時控制具有重要意義。目前纖維纏繞系統(tǒng)中,張力控制系統(tǒng)大多采用磁粉制動器或者力矩電機作為系統(tǒng)執(zhí)行元件,在實時控制中存在響應速度較慢的缺點。
　　本文提出一種以交流伺服電機作為張力控制執(zhí)行元件的方法,通過實際控制系統(tǒng)的組建以及試驗和比較,研究表明交流伺服電機適用于張力控制系統(tǒng),并能取得良好的控制效果。

2、本文的工作主要包括以下幾點:(1)系統(tǒng)的組建工作。在對纖維纏繞張力控制系統(tǒng)原理的理解以及其特點的分析的基礎上,組建了一套以張力傳感器作為檢測部分加入對實時張力的反饋、計算機作為控制部分、交流伺服電機作為執(zhí)行元件的閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)。(2)張力檢測部分的設計。在張力的檢測元件上選用的是一種平行梁稱重傳感器,并通過傳感器部分實現(xiàn)張力與電信號的轉(zhuǎn)換。在數(shù)據(jù)采集模塊部分選用的是基于PCI總線的PCI-7422板卡,并且通過在計算機里利用Labvi

3、ew軟件的編程與調(diào)試,實現(xiàn)了計算機對實時張力的檢測。(3)控制信號輸出部分的設計。為了實現(xiàn)計算機輸出的數(shù)字信號控制交流伺服電機的運動,選用了基于USB總線的MP431板卡,并且運用Labview軟件的編程實現(xiàn)了計算機中控制信號的輸出。(4)張力控制策略的設計。根據(jù)纖維纏繞張力控制系統(tǒng)的特點,在選擇控制策略時,采用的是積分分離式的PID控制策略,當實時的張力偏差超過了設定的范圍時,將采用PD控制;并對張力控制系統(tǒng)進行PID參數(shù)整定,得到了