基于模糊控制的自适应话缆收盘系统的-研究

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1、通过一系列机械传动使收线轴以一定速度带动线盘转动，进行收线。而为了保证出线速度与收线速度一致，则需对收线速度进行控制，即控制收线电机的转速。这由收线的电气控制来实现。目前，收排线机的种类很多，有悬挂龙门式、摇摆式、无轴式等。在此不做具体介绍了。1．3课题研究的主要内容对于话缆收盘系统，其收线张力是收盘工艺中的一个重要参数。收线过程中，电话电缆上的张力不能太小也不能太大，张力太小，使得电缆绕线时过松，影响排线质量；张力过大，影响电缆质量。其次，成型话缆的收排线也是话缆生产的一个总要环节，在收排线机构使用中，排线器将沿轴线方向匀速移动，并且要求轴向移动与线盘上的绕线直径保持一定的对应关系，以保证

2、排线的均匀性。随着收线盘直径的增大，收线盘的转速应降低，排线器移动速度也相应变化，排线器与线盘之间必须保证正确的运动关系。如果不能满足这些要求，也同样会影响排线质量。本文主要是针对电话电缆制品的工艺要求，进行电话电缆收盘系统的开发，并对该收线系统的物理参数控制系统的一个重要部分一一张力控制系统进行研究，主要将在以下几个方面展开工作：1．分析电话电缆的绕线工艺，进行收线机的机械结构方案设计。2．对话缆收盘系统的收线段张力控制系统进行详细设计并对系统工作原理，执行元件的各种特性以及主要组成部件的参数选取进行深度分析，建立话缆收盘系统的数学模型。3．对现有收线机进行研究分析，针对本课题对其进行简单

3、设计，对电机进行选型以及设计滚珠丝杠结构。4．分析PID控制的特点，将模糊自适应PID控制算法应用到张力控制系统中，对模糊自适应PID系统进行设计，并利用MATLAB对模糊自适应PID张力控制系统进行仿真研究，论证模糊自适应PID在张力控制系统中的可行性。基于上述原因，本文主要讨论收盘时主轴转速的控制、张力控制系统的组成、并建立各部分的数学模型、设计参数自适应模糊PID控制器并对其进行仿真实验，设计控制软件。1．4选题的目的和意义在卷绕过程中，要求在被加工产品上施加适宜的张力并保持恒定，这就需要张力控制系统对张力进行实时的调节。张力控制系统广泛应用于工业生产中。在电缆、印染、纺织、轧钢、造纸

4、等工业生产过程中，张力控制系统己成为不可缺少的重要环节。随着现代工业技术的不断发展，工业的自动化程度也不断提高。是否能适时对一些主2要参数进行控制和调节将直接影响产品的质量和生产。在造纸、印刷、纺织、印染和食品的生产过程中。产品内部的张力就是这样一个参数，它的大小直接影响着生产的各个环节。收线是电线电缆生产过程中的一道重要工序。在收线生产过程中，能否保证线材的恒张力控制是影响拉线质量的重要因素。近年来随着电线电缆的发展，对收线机的性能又提出了更高要求，希望收线机能够在高质、高速的基础上增加收线盘的容量。然而，当收线盘容量增大到一定程度后，其收线电机的转速非线性变化范围增大，使得其转速PI调节

5、器的调节常常顾此失彼，导致恒张力控制系统的鲁棒性变差。当收线盘卷绕直径增大，其转动惯量也增大，张力摆杆振幅增大，频率也加快，使被拉线材拉细，甚至断线。针对上述生产中遇到的实际问题，本文在常规PID调节器的基础上，引入智能控制的设计思想，采用模糊自适应PID参数控制器替代其收线机转速环常规PID调节器，对收线机的收线张力进行智能控制。充分利用已知的大量模糊的和定性的信息，把人的逻辑推理、判断功能融会于转速PID调节器中，根据系统所处的不同状态在线自动整定其K。、K；、KJ参数，使收线转速调节器在收线负载变化时始终保持较优的控制状态，以维持收线机在生产过程中的线材始终满足恒张力∞1。由于张力控制

6、技术在许多应用方面有较强的通用性，因此本文中研究的张力控制技术可以比较方便的移植应用到其他生产领域如造纸、印刷等，具有很好的市场应用价值。此外在话缆张力控制中研究了机电一体化与计算机控制技术结合应用，提高了系统控制精度与响应速度。因此本文对机电一体化技术与计算机控制技术在工业控制结合应用也做了有意义的探讨。3第二章系统原理及组成电话电缆收盘系统的设计与电缆生产工艺有关，工艺的复杂程度和要求的高低决定了设备的复杂性和精度。在收盘系统工作的过程中，所涉及的工艺多、工艺复杂，尤其以成缆过程中对于排线的控制。由于本课题主要以研究收盘控制为主，所以对于排线收盘的之前的工艺，不加以描述。2．1收盘系统的

7、工艺及要求本课题所研究的电缆收盘系统主要用于各种直径较小的电缆，电缆生产的主要工艺过程包括以下几个部分：主轴收盘：主轴转动带动收线轮收线缆，并且随着收线轮的卷绕直径不断增大其转速相应降低。排线：根据设定的初始值，恰当控制主轴转速n与排线器的速度v的比值可以绕制出不同的线型。切割：当绕线达到设定米数时进行切割，本工艺不做重点描述。2．2缠绕张力的产生在话缆收线工艺中，为了得到满足要求的张力，使收线盘上的线缆缠的