细纱小样机电锭控制系统开发.pdf

《细纱小样机电锭控制系统开发.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代码：10255学号:2140674细纱小样机电锭控制系统开发Developmentofelectricspindle’scontrolsystemforspinningframeprototype作者姓名：胡海涛指导老师：陈家新教授学科、专业：机械工程论文答辩日期：2017.02东华大学胡海涛硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名职称职务工作单位备注毛立民教授答辩委员会主席东华大学邵定国副教授答辩委员会委员上海大学孙培德副教授答辩委员会委员东华大学杨向萍副教授答辩委员会委员东华大学陈冰冰副教授答辩委员会委员东华大学孔建会助理工程师答辩委员会秘书东华大学东华大学学位论文原创性声明

2、本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，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及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华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，可以采用影印、缩印或扫描等

3、复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要细纱小样机电锭控制系统开发摘要细纱机的纺纱锭子是纺纱工厂中，数量最多、运转时间最长、对纺纱质量有直接影响的纺纱专件。传统环锭细纱机锭子的传动是靠皮带传动的，虽然控制起来比较方便，但由于皮带存在打滑现象，并且皮带长时间运行后，其机械性能也会产生不可控的变化，严重影响了成纱的质量。电锭细纱机采用单电机直接驱动锭子，不仅简化了锭子的传动机构，而且可以大幅度提升锭速，对于提高生产效率和提升纱线质量有重要意义。在细纱机电锭系统中，经常会根据实际情

4、况需要，进行锭子调速或停车制动。在纺纱行业这个微利的领域，不仅要提高控制精度，而且要尽可能的节能。本文针对细纱机电锭的停车制动过程，进行了系统的研究，提出了基于能量再生制动的电气制动控制策略，并针对能量再生制动低速时，制动力矩不足的问题，引入了反接制动。仿真结果表明，采用基于能量再生制动+反接制动的电气制动控制策略，与电机自由停转相比，制动时间减小了81%。此外，采用能量再生制动控制策略，能量回收效率为76.8%。并且，实现了整个制动过程的恒转矩制动，制动过程更加稳定。在理论分析的基础上，本文设计了一套细纱小样机电锭驱动控制系统。该系统可以实现每个锭子的独立控制，控制精度和控制灵

5、活度I摘要也有了质的提升。在分析国内外相关研究的基础上，本文进行了以下工作：首先，本文在综合考虑各项因素的条件下，选用永磁无刷直流电机作为电机式锭子（电锭）驱动的专用电机。设计了一套电锭专用无刷直流电机的控制系统。同时，介绍了传统环锭细纱机的工作原理，指出了其存在的主要问题。并对电锭的机械结构进行了分析。其次，本文推导了无刷直流电机的数学模型，利用MATLAB建立了电锭专用电机的系统数值仿真模型，对锭子的运转情况进行了仿真研究。并针对电锭电机的制动要求，提出了一种基于能量再生制动+反接制动的电气制动控制策略，实现了电机的恒转矩制动。最后，本文设计并制作完成了一套电锭专用无刷直流电

6、机的控制器。对其主要电路进行了设计分析，本方案以DSPIC33F系列芯片作为主控制器，实现了无刷直流电机的速度闭环控制、外接旋钮调速、CAN总线通讯、LCD实时显示及各种保护等基本功能。本文完成了系统控制电路的设计和制作，给出了相关的电路原理图、PCB板图和实物图。同时，也编写了无刷直流电机控制相关的程序，实现了转速调节、PID调节、AD采样、LCD显示等基本功能。为以后的进一步研究打下了坚实的基础。关键词：电锭，无刷直流电机系统仿真，能量再生制动，硬件电路设计，电机控制软件开发IIABSTRACTDEVELOPMENTOFELECTRICSPINDLE’SCONTROLSYST

7、EMFORSPINNINGFRAMEPROTOTYPEABSTRACTThespindleofthespinningmachineisthelargestnumber,thelongestrunning,hasadirectimpactonthequalityofspinningpartsinspinningfactory.Thetraditionalspinningmachinespindlewasrotatedbybeltdrive.Althoughthecontrolism