基于随机共振-反向传播算法的压电选针器渐变失效检测

针对压电式选针器在提花过程中故障特征难以判断的问题,提出了一种基于随机共振-反向传播(SR-BP)算法的压电选针器渐变失效检测方案。研究压电选针器提花过程中驱动件的运动状态及其双向压电效应产生的电信号,对渐变失效状态下的压电陶瓷驱动件内部电信号进行随机共振(SR)故障诊断。提取振动序列的时域及频域参数与SR参数生成训练样本,通过算法使特征参数匹配出最优SR参数,将压电选针器振动信号与噪声信号混入SR参数形成的非线性系统中,观察该系统输出量的时域和频域变化达到快速检测故障的目的。研究结果表明:选针器失效后时域特征在30~350 Hz将发生明显差异,全参数的SR-BP故障检测方法的精确度可达到97.5%,信噪比达到7.36 dB,可有效地对压电选针器进行故障检测。

基于COMSOL的电磁选针器性能优化

为了分析各种材料属性对电磁选针器的影响,文中利用COMSOL中的电磁仿真模块,建立电磁选针器仿真模型,分析不同永磁体材料、铁芯材料和线圈匝数对选针器动态响应过程的影响,并进行仿真。仿真结果表明,不同的永磁体剩余磁通量和矫顽力不同,剩余磁通量和矫顽力越大,其保持力矩越大,摆动到位时间越快;铁芯材料的相对磁导率越大,其保持力矩越大,摆动到位时间越快;线圈匝数越多,其保持力矩越大,摆动到位时间越快。

嵌入式圆机电子选针器控制系统的关键技术研究

基于嵌入式现场可编程门阵列(FPGA)的圆机电子选针器控制系统的关键技术的研究背景,文章结合FPGA的可编程逻辑特性对选针器工作原理进行深入分析,得到了针对特定应用的定制化逻辑电路,提高了选针准确性和可靠性。

应用频闪原理的选针器频率检测系统设计

选针器是圆机电子提花技术中的关键执行机构,其工作性能的好坏将直接影响到圆机提花的准确性和可靠性,为此,针对现有电子选针器检测系统检测效率低、可靠性差、成本高等问题,利用频闪成像原理,运用嵌入式控制技术并采用模块化设计方法,设计了一种基于嵌入式处理器STM32和可编程逻辑器件的选针器频率检测系统。实际检测效果表明,该系统可实现对选针器刀头故障的有效检测,并且具有良好的稳定性、可靠性和并行控制能力。目前该检测系统已经在选针器生产企业实际应用。应用效果显示,该检测系统可提升电子选针器的稳定性、可靠性和生产效率。

基于ARM+CPLD的选针器控制系统设计

针对针织机械中选针器控制装置提花效率低、实时性差和维修成本高等问题,以提花小圆机为研究对象,通过分析压电式选针器的工作原理,采用ARM+CPLD的二级控制结构,完成选针器控制系统硬件电路设计及软件设计.选针器控制系统中主控制器ARM通过CAN总线与上位机进行通信,ARM通过自定义的ISA总线将选针数据发送到辅助控制器CPLD进行逻辑运算,输出选针数据到光耦驱动电路,从而驱动选针器每级选针刀片稳定动作,并将控制系统应用到提花小圆机的选针装置上.结果表明,所设计的选针器控制系统稳定,可以使织针高效、稳定地进行提花动作.

磁保持电子选针器及串行总线提花系统设计

针对现有提花圆纬机选针器工作速度慢、个体性能差异大、容易发热等问题,研究了一种基于快速正反充/消磁原理的新型电子选针器。根据磁材料磁化原理和选针器电磁线圈工作特性,进行选针器驱动电路设计,提出一种通过改变半硬磁材料磁力方向来改变并保持刀头状态的选针器控制方法。并基于此类选针器控制需求,针对单向并行总线结构存在信号串扰,抗干扰性能差等缺陷,提出了环状双向工业串行总线结构的提花控制系统设计方案。实验结果和现场试用情况表明,磁保持电子选针器工作温升在9℃以内,最高工作频率可达65 Hz,串行总线抗干扰性能良好,提花控制系统工作可靠。

基于Ansys的磁保持电磁选针器瞬态仿真

为优化磁保持选针器的选针性能和求解选针最佳驱动参数,利用Ansys作为数值分析工具,建立磁保持选针器仿真模型,通过对比在脉冲电压驱动下,选针器刀头摆动运动规律及转矩变化规律的仿真结果和实验结果,验证仿真模型的合理性;在此基础上,就半硬磁铁芯关键参数对选针性能的影响进行了仿真研究,结果表明剩磁和矫顽力的增大会提高选针速度,但矫顽力的增大会降低选针启动速度。搭建了选针器性能测试实验平台,通过全面实验法分析了驱动电压与脉冲宽度对选针性能的影响因子,得出电压为24 V、脉宽为300μs时为驱动关键点。

基于ARM和FPGA电脑横机选针器控制系统设计

电脑横机选针器精准实时的控制是实现稳定、可靠编织的关键,国产系统一般基于单核控制方式采用8段式选针器。文中针对传统方式提出一种基于ARM和FPGA双控核心的5段式选针器控制方案,ARM模块完成对花样文件的数据解析并发送给FPGA, FPGA接口控制采用VHDL编程实现,选针器数据缓存采用双缓冲结构,设计了能够实现实时控制的流水线执行结构。结果表明,优化后的方案兼容性好,升级方便,可以实现5段式稳定控制,有效提高了系统的整体性能,具有较高的应用价值。

电磁选针器实时检测系统

为满足电磁选针器的性能测试及其在长时间运行过程中的稳定性检测与故障数据保存的要求,利用可重新配置的嵌入式测控系统和配套的软件,设计了一种采用激光位移传感器实现选针摆动位移的检测系统。通过对电磁选针器选针刀的位移与选针驱动信号进行实时采集和处理,实现了选针刀摆动规律的测量和选针响应时间的计算。该检测系统还具有异常选针时间分析和记录功能,用于选针器的稳定性检测。本文系统为选针器的优化设计和性能标定提供了一种精确的测量分析方法,并为后续的电磁选针器故障分析提供了数据支持。

嵌入式针织丝袜机花型数据提取算法

针对针织丝袜机花型数据格式复杂、数据量大且不能直接作为选针器控制指令等问题,在详细分析针织丝袜机数据格式的基础上,给出一种花型数据提取算法。该算法将花型数据转化为每一针的选针信息,并将所有编织行数据依次放在缓冲区中,丝袜机上位机系统可直接读取数据,将选针数据下发到实时执行对象。通过算法验证,结果表明,该算法实现了对针织丝袜机花型数据的按针位提取,减小了选针执行机构的负担,提高了针织丝袜机系统的实时性。

压电式选针器基板的结构拓扑优化设计

在针织机的选针系统中,选针器是用来实施选针控制的元件,要求选针器具有高频率、高精度、低功耗等特点。为了提高选针器的振动频率,本文从优化基板的拓扑结构入手,采用相对密度法和OC(optimality criteria)法对其进行建模和优化计算。为了改善结构拓扑计算的数值稳定性和可制造性,在优化设计的过程中采用了"滤波"技术、模态跟踪技术和针对压电基板的可制造性修正技术。在以上研究基础上,较好地解决了结构拓扑的数值稳定性和可制造性问题,得到了满意的压电基板拓扑结构。

织袜机提花计算机实时在线控制方法

介绍一种利用计算机实时在线控制技术改造我国传统织袜机、实现织袜机提花编织过程自动化的方法。

基于图像处理的选针器检测系统

为提高选针器的检验效率,设计了一套基于图像处理的全自动选针器检验系统。该系统由普通工业相机、选针器控制器、选针器放置平台及计算机组成,采用刀头在两极限位置的灰度值来实现选针器的检验。通过分析选针器刀头的摆动规律,验证利用选针器刀头的灰度值判断刀头摆动运行的可行性;借助Python软件实现图像获取与裁剪,结合Otsu、轮廓检测、图像腐蚀等算法提取每个刀头的灰度值,并通过与预先求解的阈值相比较,实现刀头正常工作的测量与判断。结果表明:设计的人机交互界面可实时显示检验情况,同时可实时保存选针器工作失误帧的图片于指定目录、错误日志于指定文件内,可供查阅和分析;此外,该系统对工作环境要求低,系统成本低廉,通过对模拟出错的选针器进行实际测试,证明该检验系统可有效实现选针器刀头的检测。

新型袜机选针器CAN系统硬件电路设计

基于双CAN控制器的LPC 4357,设计一种新型袜机选针器CAN通讯硬件电路.首先根据系统要求分析选用双CAN通讯的缘由,然后根据上位机及下位机驱动硬件整体布局及接线模式,设计并实现了基于FPGA、CAN控制器和收发器的硬件电路设计,最后分析影响CAN总线通讯可靠性的因素,并提出改进方案.实践证明,该硬件电路具有接线简单、稳定性好、实时性强等优点.

一种基于电流控制的提花机选针器驱动电路的设计与分析

电磁选针器的响应速度和能耗是关系大针数电子提花机性能的两个重要因素。从理论上分析了电磁铁吸合的过程,讨论了两种常见的加速电磁铁快速响应的方法,在此基础上设计了一种基于电流控制的提花机选针器驱动电路,给出了驱动电路平均电流的计算方法。实验结果表明,该电流控制方法能使电磁铁在吸合阶段实现高电流快速有效吸合,在保持阶段实现低电流低功耗保持。

基于压电黏合体的电磁选针检测技术

为解决现有针织机电磁选针器在提花作业中存在织物花型失真、次品率难以降低的问题,提出基于压电黏合体的选针动作信号检测方案。通过设计选针器挡板振动特性检测实验,分析挡板受迫振动的信号特性,探索将挡板受迫振动的冲击力信号作为检测选针动作关键数据的可行性;同时制备压电黏合体来感知挡板的微力应变以实现选针动作的冲击力信号的检测;并对所设计的压电黏合体频谱进行分析,对其进行电学建模及振动信号检测电路的设计,提出基于振动信号检测反馈机制的电磁选针半闭环控制策略。结果表明:在现场工况下本控制策略能够实现针对选针器提花动作的实时监测与有效性反馈,为降低提花作业中布匹的次品率提供了技术解决途径。

针织选针器小尺度往复摆动特性研究

针对针织核心器件选针器的刀头在小尺度内往复摆动时双稳态特性差异大,导致选针工作不稳定的问题,分析选针器工作原理,构建三维及力学模型,研究选针器刀头小尺度范围内往复摆动,刀头与挡板撞击的完整过程及动态力学特性。在剖析刀头摆动及撞击2个阶段运动特性的基础上,采用高精度激光位移传感器、应变片测力装置以及激光多普勒测振仪等精密仪器对其刀头的往复摆动和与挡板的撞击过程进行测量;利用Lab VIEW和MATLAB等软件对采样的数据进行处理、分析及特性曲线重构。得出了选针器工况作业指标和针对刀头摆动及撞击2阶段的力学特性,并在实验及理论数据上的校对分析为基于刀头撞击振动检测的选针闭环控制策略提供依据。

基于Ansoft Maxwell的电磁选针器瞬态特性分析

针对电磁选针器的机械结构,建立其瞬态场仿真模型,通过Ansoft Maxwell 3D瞬态仿真,分析线圈瞬态电流特性和选针刀头摆动规律之间的关系,并与实验结果进行对比验证。在验证仿真模型的基础上,探究了驱动电压、线圈匝数、永磁体材料和铁芯尺寸等主要参数对其选针性能的影响,结果表明:通过增大驱动电压或采用磁性较强的永磁体可提高响应速度与转动力矩;通过增大线圈匝数或面积一定时采用较窄的铁芯也可增大转动力矩,但会降低响应速度。

选针器压电陶瓷驱动及往复位移特性研究

以压电陶瓷选针器为研究对象,基于压电陶瓷晶片的驱动原理,建立压电陶瓷晶片弯曲形变的力学模型,对压电陶瓷驱动片的受力弯曲过程进行分析研究。进一步运用Comsol Multiphysics软件对电压驱动压电陶瓷晶片的弯曲进行压电仿真分析,并进行试验验证。压电陶瓷弯曲位移仿真及试验结果表明,该压电陶瓷驱动器可行性强,能够达到选针器的工作要求,并且与理论计算结果基本一致,为选针器的设计开发和应用提供了理论依据和参考。

圆纬机选针器驱动电路可靠性检测系统设计

针对圆纬机选针器驱动电路的可靠性检测难的问题,提出了一种基于电压信号反馈机制的圆纬机选针器驱动电路检测系统。检测系统由PC上位机、实时系统、外部信息采集电路组成。PC上位机设定相关工艺参数,结合专家库系统对实时系统反馈的测试结果的进行后续处理和显示;实时系统采用ARM微控制处理器的嵌入式检测系统实现,负责信号的发生、检测与通讯。根据实际纺织工艺设计编制了可靠性检测软件程序。实验证明检测系统在可靠性方面达到了预期效果,检测信息的精确定位能力满足设计要求。