纤维缠绕论文基于交流伺服电机的纤维缠绕张力控制系统研究.doc

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1、纤维缠绕论文：基于交流伺服电机的纤维缠绕张力控制系统研究【中文摘要】纤维缠绕成型是一种重要的复合材料成型工艺,在纤维缠绕成型的过程中纤维纱带受到的张力是影响所得制品质量的重要工艺参数,对缠绕过程中张力的实时控制具有重要意义。目前纤维缠绕系统中,张力控制系统大多采用磁粉制动器或者力矩电机作为系统执行元件,在实时控制中存在响应速度较慢的缺点。本文提出一种以交流伺服电机作为张力控制执行元件的方法,通过实际控制系统的组建以及试验和比较,研究表明交流伺服电机适用于张力控制系统,并能取得良好的控制效果。本文的工作主要包括以下几点：(1)系统的组建工作。在对纤维缠绕张力控制系统原理的理

2、解以及其特点的分析的基础上,组建了一套以张力传感器作为检测部分加入对实时张力的反馈、计算机作为控制部分、交流伺服电机作为执行元件的闭环伺服控制系统。(2)张力检测部分的设计。在张力的检测元件上选用的是一种平行梁称重传感器,并通过传感器部分实现张力与电信号的转换。在数据采集模块部分选用的是基于PCI总线的PCI-7422板卡,并且通过在计算机里利用Labview软件的编程与调试,实现了计算机对实时张力的检测。(3)控制信号输出部分的设计。为了实现计算机输出的数字信号控制交流伺服电...【英文摘要】Filamentwindingisanimportantprocessofco

3、mpositematerialmolding,thetensiononthefilamentisanimportanttechnologicalparameterinthefilamentwinding,anditaffectstheproducts’quality.Sotobiuldareal-timetensioncontrolsystemisveryimportant.Currently,magneticpowderbrakeandtorquemotorareusedmostlyasactuatorsinthefilamentwindingtensioncontro

4、lsystem,andtheirshortcomingsarealittleslowinthetentioncontrolsystem.Thispaperpresentsasystembaseonacservo...【关键词】纤维缠绕张力控制交流伺服电机积分分离式PID【英文关键词】filamentwindingtensioncontrolACservomotorIntegralseparationPIDcontrolstrategy【目录】基于交流伺服电机的纤维缠绕张力控制系统研究摘要4-5Abstract5-6第一章绪论9-201.1纤维缠绕技术概述9-111.1.1

5、纤维缠绕成型工艺概述9-101.1.2纤维缠绕的发展与应用10-111.2纤维缠绕中张力控制方法及对其控制的意义11-131.3纤维缠绕张力控制系统的国内外研究现状13-181.3.1交流伺服控制系统的研究现状13-141.3.2纤维缠绕张力控制系统的检测部分研究现状14-161.3.3纤维缠绕张力控制器部分的研究现状16-181.4研究目的与意义18-191.4.1研究目的181.4.2研究意义18-191.5研究内容19-20第二章基于交流伺服电机的张力控制系统硬件组建20-352.1交流伺服电机的工作原理20-212.2交流伺服电机的转矩控制21-292.3系统检测

6、部分的设计29-312.4控制器的设计312.5输入输出模块的设计31-322.6交流伺服张力控制系统的特性及要求32-332.6.1模型的不确定性32-332.6.2交流伺服张力控制系统的基本要求332.7张力控制方法的组建33-342.8本章总结34-35第三章张力控制策略设计35-413.1张力控制系统的模型建立35-363.2PID控制策略的原理36-383.3积分分离式PID控制策略38-403.4纤维缠绕张力控制系统PID控制的实现403.5本章总结40-41第四章基于交流伺服电机的张力控制系统软件设计41-514.1基于Labview建立的控制器的基本框架4

7、1-424.2数据采集模块的设计42-464.3张力传感器的标定46-474.4采集过程的数字滤波设计47-484.5控制器部分的软件设计48-504.6本章总结50-51第五章张力控制系统分析与试验51-685.1交流伺服电机张力控制系统分析51-525.2磁粉制动器张力控制系统分析52-565.3力矩电机张力控制系统分析56-585.4张力控制系统试验与比较58-675.4.1张力开环控制的输出线性试验与比较58-625.4.2张力开环控制的响应速度试验与比较62-635.4.3张力闭环控制的输出线性试验与比较63-675