基于带阻滤波器反馈的经纱张力控制.pdf

《基于带阻滤波器反馈的经纱张力控制.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、论文基于带阻滤波器反馈的经纱张力控制杨娜王钦若万振磊张晓兰吴丽群(广东工业大学)摘要：本文针对多轴纺织机张力检测信号的干扰问题，提出滤波器处理的方法，分别设计了不对称RC双T带阻滤波器与对称RC双T带阻滤波器，并通过实验比较两种带阻滤波器的幅频特性。将不对称RC双T带阻滤波器作为经纱张力控制系统的反馈，运用增量式PID对送经转速进行控制，推导的计算方法能够满足实时控制的要求。关键词：纺织机；带阻滤波器；张力控制的容抗随频率变化的特性进行滤波，适当选择墨、、1引言、CI、C2、C3的数值，可有效滤除干扰信号。纺织工业是我国国民经济传统的支柱产业和重要的民生产业，也是国际竞争优

2、势明显的产业，发展纺织产业对我国的经济发展具有重大意义。国产的剑杆织机运用了电子技术和控制技术，提高了织机的自动化水平，提升了产品质量和竞争力。在织机系统中，需要不断采集模拟信号，例如张力控制时的经纱张力检测信号、断纬检测信号等，其中经纱张力检测信号直接影响控制的精度和灵敏度。但在采集的张力检测图1双T网络电路结构信号中发现了干扰信号，影响布匹质量，应该被滤掉。T型网络滤波器为星型连接方，为便于分析，但是张力信号的相对低频、高频在剑杆织机正常工作可将这种方式的电路等效变换为三角形连接方式电中为有用信号，应被保留。本文采用有源滤波器技术路，将两个T型网络的等效三角形连接方式电

3、路并来处理干扰，国内外一般采用对称RC双T带阻滤波器llJ。本文分别设计了不对称RC双T带阻滤波器和联，构成双T网络的等效电路，如图2所示。对称RC双T带阻滤波器，通过改变电路的参数，来改变带阻滤波器电路的滤波中心频率。通过比较，将不对称RC双T带阻滤波器作为经纱张力传感器的检测信号，并从控制策略上分析了经纱张力控制系统的控制方法，采用MATLAB仿真系统来验证控制策略的正确性。2RC双T网络图2双T网络滤波器等效三角形连接方式电路RC双T网络的电路结构如图1所示[，它由两由图2可推导出RC双T电路的传递函数为：个T型网络滤波器并联而成：其中一个由电阻．、R．和电容C1组成

4、，为低通滤波器；另一个由电容C_l、C1F：：UiZAB+zBc和电阻，组成，为高通滤波器。二者均是利用电容器l4Z占cl×Zc2／l+az×丽1(4)wo=Z口c1+Z口c2一堂笪J．旦￡!2Z口1+Z口2Z口c1+Zc2(1)南㈣1+als+a2S+a3s1+bls+b2s+b3s由式(3)可知，该不对称RC双T电路为二阶『带阻滤波电】；由式(4)可知，取决于不对称式中，aI=R3(Cl+C2)；系数和电路RIC,值，而品质因数Qo只由系数决a2=R3(+)Cl：定；由式(5)可求得表1。a3=R2GC2C3；b。=R3(C】+C2)+R2C2+R(C2+C3)；表1不

5、对称Rc双T带阻滤波电路Q062[RC3(CI+C2)+(R+)]123456Qn0．2500．3440．3560．3470．3340．320+：C2C3；电路对称不对称不对称不对称不对称不对称63：ClC2C3。特征采用不对称RC带阻电路，其参数根据需要和经如取=1，则C1：C2=C、C]=2C、RI：Rz=R、1验确定，由文献[4】可知：=÷R，为对称Rc双T带阻滤波电路。对称RcR2=R1双T电路的值为0．250，为最小值。=墨当取：3时，R=R，R2=9R，R3=O．75R，(2)G：C，c1：Ic，e：C，此时为不对称RC双TC2：C1‘39带阻滤波电路，其Qn等

6、于0．356，为最大值。G=3带阻滤波器电路设计贝0式(1)中的各参数为：在织机系统中，采集的张力检测信号如图3所aI=R3(Cl-t-C2)=足Cl；示。在两个较一：(十)c2：竿碍；高波峰之间有。1干扰信号，且一1：RIR2]~3CIC2C3：；呈现周期性的董0“1．6I=R[RlG(+)+(R+)】波动，剑杆织0．02+RC3=砰：机工作时这些．．-一干扰会对布匹图3测信号62=[足G(+C3)+(曩+)C2】+G质量产生影：=一n群九I；：+1‘响，因此应该被滤掉。但是较高波峰为有用信号，在滤波的过程中不能消弱太多，否则无法识别为有用信63：碍。号。采用动态信号分析

7、仪检测出干扰信号基波的频率将客参数代入式(1)中，则：为24Hz(安捷伦频谱分析仪频率测量范围F：_．—(3)100kHz~2．9GHz，其中干扰信号基波频率约为50Hz，主要是低频信号，动态信号分析仪能够检测出低频信号的干扰)。为了有效识别有用信号，设计了带阻滤2011年第5期自动化与信息工程15波器，该滤波器需要保证相对低频信号和较高频信号试验中由信号分析仪提供峰峰值为2V的正弦信通过，滤掉干扰信号。号，用示波器来观察其波形和伏值。正弦波频率的变电路设计主要有：化，通过带阻滤波器来滤波，可以得到不同伏值的正(1