小型紡織繞線恒張力控制系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)
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3 恒張力繞線機(jī)控制單元實(shí)現(xiàn)
3．1 建立數(shù)學(xué)模型
恒張力繞線機(jī)控制系統(tǒng)的基本原理，如圖2所示。由實(shí)驗(yàn)確定繞線電機(jī)的某一轉(zhuǎn)速作為給定值。該轉(zhuǎn)速時(shí)紗線張力為目標(biāo)張力，在該轉(zhuǎn)速下紗線張力適中，對(duì)繞線產(chǎn)量無影響。由張力傳感器測(cè)得張力模擬信號(hào)經(jīng)過放大、A／D轉(zhuǎn)換后得到數(shù)字信號(hào)，傳給單片機(jī)與給定值進(jìn)行比較運(yùn)算，偏差值經(jīng)過PID調(diào)節(jié)，經(jīng)過D／A轉(zhuǎn)換來控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，繼而控制電機(jī)。整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)，使得電機(jī)可以根據(jù)紗線拉力變換隨之調(diào)節(jié)，從而有效控制紗線張力，達(dá)到恒張力控制的目的。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/160871.htm
忽略電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中粘性摩擦的扭轉(zhuǎn)彈性，根據(jù)電機(jī)拖動(dòng)方程，可得：
式中：Te為電磁轉(zhuǎn)矩；TL為負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩；Je為機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；ωe為電機(jī)角速度。
式中：θL為負(fù)載的轉(zhuǎn)角；θe為電機(jī)的轉(zhuǎn)角。
負(fù)載的轉(zhuǎn)角θL和電機(jī)的轉(zhuǎn)角θe是直接傳動(dòng)，所以：
θe=θL (4)
在繞線過程中，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的位移量與所控制的張力值成線性關(guān)系，電機(jī)控制電壓與電機(jī)轉(zhuǎn)矩亦成線性關(guān)系，其關(guān)系可表示為：
θL·r=KF·F (5)
Te=KT·U (6)
式中：KF為位移量與張力的比例系數(shù)；KT為力矩電機(jī)控制電壓與電機(jī)轉(zhuǎn)矩的比例系數(shù)；F為張力值。
將式(4)，式(5)代入式(3)中，得：
在繞線控制系統(tǒng)中，半徑r與轉(zhuǎn)矩Te成非線性關(guān)系，且隨著繞線筒轉(zhuǎn)動(dòng)半徑r實(shí)時(shí)發(fā)生變化，故式(7)為時(shí)變的二階系統(tǒng)。假設(shè)在某個(gè)固定時(shí)刻，此時(shí)r可以看作是一個(gè)定值，并且令：
評(píng)論