Research on Anti-Fluctuation Control of Winding Tension System Based on Feedforward Compensation

In the fiber winding process,strong disturbance,uncertainty,strong coupling,and fiber friction complicate the winding constant tension control.In order to effectively reduce the influence of these problems on the tension output,this paper proposed a tension fluctuation rejection strategy based on feedforward compensation.In addition to the bias harmonic curve of the unknown state,the tension fluctuation also contains the influence of bounded noise.A tension fluctuation observer(TFO)is designed to cancel the uncertain periodic signal,in which the frequency generator is used to estimate the critical parameter information.Then,the fluctuation signal is reconstructed by a third-order auxiliary filter.The estimated signal feedforward compensates for the actual tension fluctuation.Furthermore,a time-varying parameters fractional-order PID controller(TPFOPID)is realized to attenuate the bounded noise in the fluctuation.Finally,TPFOPID is enhanced by TFO and applied to control a tension control system considering multi-source disturbances.The stability of the method is analyzed by using the Lyapunov theorem.Finally,numerical simulations verify that the proposed scheme improves the tracking ability and robustness of the system in response to tension fluctuations.

基于准零刚度机构与间接力控制的恒拉力系统设计与分析

现有的悬吊式微低重力模拟恒拉力系统常采用力传感器数值作为反馈直接控制系统,但实际情况下力作为反馈信号常会产生突变,影响系统控制精度。为了改进刚性控制策略下系统稳定性差与大冲击条件下力误差大的状况,文中设计了包含准零刚度机构的恒拉力系统,通过控制准零刚度机构长度间接对恒拉力系统输出拉力进行控制。对准零刚度机构进行受力分析,明确影响准零刚度机构性能的关键指标和准零刚度机构的工作行程区间,建立恒拉力系统动力学模型,设计控制系统。为了验证系统控制精度与系统抗干扰性能,进行了动力学联合仿真对设计进行验证,仿真结果表明:该恒拉力系统拉力的控制误差可控制在2%以内,且具有较好的鲁棒性。

卷绕系统反演滑模恒张力控制

针对卷绕系统工作时卷料张力波动较大问题,提出了一种基于神经网络区间观测器的反演非奇异快速终端滑模张力控制方法。构建卷绕系统数学模型,利用神经网络逼近卷绕系统中卷料半径、惯量等参数变化部分所引起的随机响应,设计区间状态观测器估计系统转速、卷料张力的上下界。根据估计出的状态值,构建反演非奇异终端滑模控制器,使张力跟踪误差在有限时间内快速收敛到零,有效增强了系统鲁棒性能。仿真实验结果表明,所设计的控制方法使卷料上的张力在1.6 s后达到给定值并保持恒定,相较于常规的滑模控制器和已发表文献中的滑模控制器,其调节时间分别减少了57%和33%,证明了所提出控制方法的有效性和可靠性,满足卷绕设备收卷工艺的要求。

大型舰船岸基恒张力系泊装置的理论计算及系统设计

为了解决大型舰船驻泊时系泊缆绳瞬时张力过大而发生断裂的问题,提出一种岸基恒张力系泊装置,采用容积变化式的恒张力液压控制原理,主要内容包括设计要求及工作原理、理论计算及关键元器件选型、机械结构设计、液压系统设计、系统仿真。分析结果表明:此系泊装置在不改变现有系泊设施和缆绳的情况下,可以将系泊缆绳张力控制在一个相对固定的范围内,从而可以确保缆绳不发生断裂,并且可单独安装,需要的能量很少,经济实用。

纱线卷绕恒张力控制系统的设计

随着我国轻工业的发展,纺织业作为轻工业的代表,其科技水平也越来越发达。在机械化生产的背景下,纱线的卷绕络筒在整个生产中显得十分重要,其质量会严重影响到其他工序的开展,为了保障后续工作完美进行,控制纱线卷绕工序生产的各项参数显得十分重要,尤其是张力控制,合理的张力大小能够使纱线卷绕的质量更好。文中通过大量阅读国内外参考文献,以单片机为控制核心、直流伺服电机为执行装置来研究张力控制系统,并得到了相应的结论。

次级张紧系统的功能拓展与应用

为解决安装在海洋钻井平台上的防喷器(BOP)移运系统提升能力不足的问题,在没有整体更换设备的情况下,通过研究分析其原有设计规则的差异,设计并安装了一个新的次级张力系统(STU),使之与原有BOP移运系统协调操作,有效地解决了钻井平台上原有BOP移运系统存在的主要缺陷,实际使用效果良好。作为张紧BOP组使用的次级张紧系统(STU),通过其功能拓展,在一些特殊作业情况下可以发挥更加重要的作用。

玉米定向种子带恒张力卷绕系统自适应模糊PID控制

在玉米定向种子带的卷绕过程中,种子带的张力控制影响到种子带的质量。为此依据玉米定向种子带的要求,建立恒张力卷绕系统的传递函数,利用模糊控制技术实现玉米种子带的恒张力卷绕控制,创建了模糊自适应PID控制器,利用Matlab对其进行仿真,得到了较为合理的模糊控制算法,并将模糊控制算法通过西门子S7-200型PLC为核心的硬件控制电路应用于实际的张力控制,并进行了实际的卷绕试验。试验结果表明:模糊PID控制器与传统PID控制器相比,具有更好的动态稳定性和跟踪性能,张力产生阶跃时,系统过渡时间约为2 s,超调量在1.2%内,能够较好地满足种子带的卷绕要求。

可吸收缝合线的纺丝工艺及恒张力控制系统研究

为了解决壳聚糖和胶原蛋白可吸收缝合线制备工艺中缝合线线径粗细不均、抗张强度不均的问题,设计了可吸收缝合线恒张力控制系统。检测装置采用敏感元件为电阻应变片的三辊式张力传感器;控制算法采用PID算法;执行装置采用变频调速三相电机。实验证明:恒张力控制系统能将被控张力误差控制在±0.1 N以内,实时性好,可靠性高,制作出的缝合线完全符合美国药典第32版中胶原缝合线的标准。

优化GA的模糊自适应张力控制

以典型的卷绕张力系统为研究对象,结合模糊自适应PID控制与遗传算法,设计了基于遗传算法的模糊自适应PID张力控制器。该控制器由离线和在线两部分组成,离线部分利用遗传算法搜索出一组最优的PID参数作为在线调节的初始值,在线部分用来实时调整系统响应的PID参数。仿真结果表明,采用的模糊自适应PID控制策略较传统PID控制器具有响应速度快、控制输出稳定、抗干扰能力强、鲁棒性好等优点。

贴标机供标机构的动力学分析及控制系统设计

对贴标机的供标机构进行动力学分析,并提出其控制系统的设计方法。运用机械动力学基本理论,对贴标机的供标机构进行动力学分析,导出动态力矩平衡方程,建立数学模型,分析了影响恒张力的因素。应用现代化自动检测和控制技术,对贴标机供标机构恒张力控制系统进行了改进性设计。

基于多轴运动控制器的电极丝恒张力控制系统

为解决往复走丝电火花线切割加工空间复杂曲面中电极丝张力变化影响加工精度的问题,分析了张力变化的原因及其对加工精度的影响,介绍了现有电极丝恒张力机构的不足,提出了基于功能强大的可编程多轴运动控制器的电极丝恒张力控制系统,给出了完整的系统软硬件结构。该系统可对线切割加工过程进行随动响应,保持电极丝张力恒定,改善电极丝动态定位精度。进行了恒张力线切割加工对比试验。实际测量结果表明该控制系统的加工误差明显减小,验证了恒张力控制系统的有效性。

线电极磨削系统电极丝恒张力模糊控制研究

针对自主设计的一种新型WEDG系统走丝机构,提出了采用模糊控制的方法实现电极丝的恒张力控制。首先分析了该新型WEDG系统走丝机构的工作原理,建立了系统的走丝机构控制模型。在此基础上,基于模糊控制理论,根据张力反馈对送丝轮的转速进行闭环控制,最终实现了电极丝的恒张力控制。基于该WEDG系统进行了微小工具电极的加工实验。结果表明,该WEDG系统走丝稳定、张力恒定,能够以很高的效率制作出直径小(直径小于10μm)、几乎没有锥度的工具电极,很好地满足了的微细电火花加工机床微小工具电极的制作需要。

收放系统恒张力研究

以收放系统作为研究对象,讨论缆绳收放系统的储缆绞车和绞盘之间的同步问题。采用SEW变频器实现对交流电机速度与力矩的控制,分析采用变频器实现恒张力的工作原理。针对平台上升过程中电动机发电的问题,提出负功率的平衡方法。

海上轻型高架索补给系统的力学分析及安全性研究

海上补给对保障后勤维护,保证战斗力提供了强大的物质、技术基础,因此,我国对海上货物传送装置的研发做了大量的工作并取得了较大的成果。但是对于小型舰艇编队的补给系统,尚处于起步阶段。基于此,在大型高架索补给系统的基础上,文中针对小型船艇的高架索补给装置的安全性进行了研究,确定其力学模型并提出了在海上施工过程中的补给系统的安全分析模型,为研制开发一种简便易行、高效经济的针对小型船艇进行补给的综合系统提供了技术基础。

基于DSP的恒张力走丝系统设计

低速走丝电火花线切割机走丝系统是否能稳定运行,直接影响着加工精度和加工表面质量。为了提高走丝系统的性能,设计了一种新型的恒张力走丝系统。设计方案采用DSPTMS320LF2407A作为整个走丝系统的控制器,用直流伺服电机控制电极丝的张力,用角度传感器测量电极丝张力的变化。实验结果表明,新型走丝系统实现了电极丝的恒张力控制。在电极丝的张力约为68 g时,该系统的稳态误差不超过4%。

海缆埋设机吊放拖曳装置缆绳恒张力控制方法研究

提出一种简单实用的海缆埋设机吊放拖曳装置缆绳的恒张力控制方法。应用AMESim软件对海缆埋设机吊放拖曳装置的机械、液压、控制系统进行了联合仿真,结果表明:提出的方法使缆绳张力波动较小,而且大大降低了系统发热量,减少了不必要的能量损失。

模糊免疫自适应PID在恒张力控制系统中的应用研究

本文应用免疫反馈系统的原理和模糊控制理论,在传统PID控制基础上设计出一种模糊免疫自适应PID控制器,阐述了该控制器的特点、控制规律和整定方法。控制器参数P、I和D分别由免疫模糊法则和自适应模糊规则在线修正。进行了恒张力控制系统的动态仿真,并与数字PID和模糊PID控制进行了比较。仿真结果表明,本文所设计的控制器响应速度快、控制输出稳定、抗干扰能力强和鲁棒性好,较传统PID控制器具有更好的动、静态特性。

模糊神经免疫自适应PID在恒张力控制系统中的应用

应用免疫反馈系统原理和模糊神经网络控制理论,在传统PID控制基础上设计出一种模糊神经免疫自适应PID控制器,阐述了该控制器的特点、控制规律和整定方法.控制器参数P、I和D分别由模糊神经免疫反馈系统和模糊神经网络控制器在线修正.进行了恒张力控制系统的动态仿真,并与数字PID和模糊PID控制进行了比较.仿真结果表明,模糊神经免疫自适应PID控制器响应速度快、控制输出稳定、抗干扰能力强和鲁棒性好,较传统PID和模糊PID控制器具有更好的动、静态特性.

基于PLC的全自动卷染机控制系统

介绍了一种基于PLC技术的全自动常温常压卷染机控制方法,结合硬件与软件对速度、张力、温度、计道、液面和补液等的控制原理和方法给予了详细介绍.

基于摩擦驱动恒张力系统的起动机转子数控专用车床的研制

针对目前国内起动机转子外圆表面的加工采用普通数控车床,产品质量严重依靠技术工人操作水平,无法满足目前市场对汽车零部件质量和产能要求的现状,开发一种起动机转子数字化控制专用车削设备。该设备采用恒张力系统及自动定位系统工艺,加工的换向器外圆圆度小于0.01 mm,片间跳动小于0.004 mm,换向器外圆对轴颈跳动小于0.03 mm;通过数控系统及系统内部PLC程序,实现柔性自动化控制,使汽车起动机转子外圆表面的车削加工工艺更合理、更有效,对提高我国汽车电器行业的生产效率和产品质量具有重要的意义。