汽车安全气囊折袋机恒张力控制系统研究

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1、分类号：TH-39单位代码：10190研究生学号：201301022密级：无硕士学位论文汽车安全气囊折袋机恒张力控制系统研究ResearchonTensionControlSystemforAutomobileSafetyGasBagFoldingMachine研究生姓名：宋连国专业：机械工程指导教师姓名：王晓东指导教师职称：教授2016年4月长春工业大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《汽车安全气囊折袋机恒张力控制系统研究》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得

2、的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：年月日长春工业大学硕士学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春工业大学硕士学位论文版权使用规定”，同意长春工业大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采

3、用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：年月日校内指导教师签名：年月日摘要汽车安全气囊作为汽车被动安全系统的重要组成部分，已逐渐成为现代汽车的标准配件之一，随着我国汽车年产销量的逐年增加，安全气囊的需求量也随之增长，进而推动了作为安全气囊生产的气囊生产设备产业的应用与发展。在安全气囊生产中，气袋折叠是安全气囊生产工艺中的重要工序，要求气袋在折叠过程中保持张力恒定，张力过大可能导致气袋的变形，张力过小可能使气袋出现褶皱，而这些异像缺陷将会影响汽车安全气囊的工作效果，致使其保护性能大大

4、折扣。因此，研究气袋折叠设备张力控制系统对提高气袋折叠质量和增强气囊保护作用具有重要意义。在吉林省科技厅“十大科技攻关”项目“汽车安全气囊生产线国有化关键技术研究”的资助下，本文开展了汽车安全气囊折袋设备恒张力控制系统研究，将完成以下内容：1.为解决张力恒定问题，通过对气袋折叠过程中气袋张力的产生和作用、气袋张力波动机理等问题分析研究，建立典型张力动力学模型，该模型能充分反映气袋在实际折叠下的状态，如气袋实时半径变化、电机需求转速等重要问题。2.为解决张力波动对气袋折叠质量影响，基于模糊滑模变结构控

5、制策略，建立电机控制模型，该模型能够根据电机运动状态在线地自调整滑模增益的大小，提高控制器自调节能力，达到了消弱滑模抖振的效果。3.针对伺服系统中的摩擦和干扰问题，提出基于分解的补偿控制策略。对于确定性的干扰和线性摩擦部分，使用前馈补偿形式的补偿器可以得到完全的补偿，使用基于干扰观测器反馈补偿器处理不确定性干扰和非线性摩擦。应用MATLAB软件中的SIMULINK模块并结合模糊滑模控制方式对实验使用的永磁式同步电动机进行仿真，进而验证基于模糊滑模变结构张力控制的可行性。4.配置系统的软硬件，搭建实验

6、平台。其中硬件配置包括以西门子PLC-300为核心的控制部件、伺服控制器等。软件设计采用LabVIEW工具设计张力控制系统主程序。实验对不同厂家安全气袋进行折叠，并对实验产生波形进行分析，实验结果表明，电机运行时具有很好的动态和静态性能，张力控制效果能够达到预期效果，气袋折叠均匀。关键词：气囊折袋机张力控制滑模控制模糊控制摩擦补偿器IAbstractAutomobilesafetyairbagisanimportantpartofautomobilepassivesafetysystem,which

7、hasgraduallybecomeoneofthemodernautomobilestandardparts.Withthechineseautomobileproductionandsalesincreasedyearbyyear,thedemandisincreasedandpromotethedevelopmentandapplicationofairbagproductionequipment.Inairbagproduction,airbagfoldingisanimportantpro

8、cessinairbagproductionprocess,whichrequirementsinthefoldingprocessmaintainaconstanttension.Thetoolargeortoosmalltensionwillproducedifferentdefects,thatwillaffecttheeffectoftheworkofautomobilesafetyairbag,andtheprotectionperformanceisgre