并条机自调匀整系统中伺服控制的研究.doc

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1、并条机自调匀整系统中伺服控制的研究基金项目：广州市科技计划项目（编号：2005Z1—D0051）。江伟欢，程良伦（广东工业大学自动化学院，广州510006）摘要：本文介绍了伺服驱动器的工作原理；分析了伺服系统如何实现对并条机自调匀整系统中的位置和速度控制；并对伺服驱动器的位置模式和速度模式进行比较，说明位置模式适用于自调匀整系统；本文将位置模式下的速度调节分为周期式和频率式，论证了频率式调节在并条机自调匀整系统中的速度调节效果优于周期式。关键词：伺服控制；自调匀整；速度调节TheResearchofServo-ControlinDrawingFrameAuto-LevelSystemJiang

2、Wei-huan,ChengLiang-lun(FacultyofAutomation,GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510006)Abstract:Thispaperintroducedtheservodriver’sworkprinciple;analyzedhowtheservosystemrealizethepositionandspeedcontrolindrawingframeauto-levelsystem;andcarriedonthecomparisontothepositionmodeandthespeedmodeofse

3、rvodriver,madeoutthatthepositionmodewassuitablefortheAuto-LevelSystem;ThePaperdividedthespeedcontroltypeunderthepositionmodeintocyclicaltypeandthefrequencytype,provedthatthefrequencytypewasbetterthancyclicaltypeonspeedadjustmentinDrawingFrameAuto-LevelSystem.Keywords:Servo-Control;DrawingFrameAuto-L

4、evel;SpeedAdjustment0引言并条机自调匀整系统装置是一种机电一体化的高科技纺织设备，应用于纺织行业前纺工序中，与并条机配套，可实现生产过程的自动检测与控制，从根本上改变原先纺织行业落后的生产控制手段，大面积提高成纱质量。国内自调匀整装置主要代表有航空工业总公司613所开发的BYZ、BYD型自调匀整系统；国外一些自调匀整设备主要代表则有德国特吕茨勒公司的HSRl000自调匀整系统、瑞士立达公司的RSB951、RSBD30和乌斯特公司的USC、USG型的自调匀整装置等。自调匀整控制系统的主要部分包括传感器检测部分及匀整牵伸部分。一般采用工控机或PLC作为上位控制器，伺服驱动器和伺

5、服电机进行速度和位置的控制。下面主要对伺服控制进行研究。1伺服驱动器原理伺服驱动器一般有位置模式、速度模式和转矩模式三种控制模式。图1是伺服驱动器的原理框图，用户可根据实际需要选择其中一种模式。位置模式的输入是脉冲指令，速度及转矩指令输入则是正负10v的模拟信号。在位置控制模式下，整个伺服系统包含三个闭环，电流环、速度环和位置环，位置控制器将输入的指令脉冲数和编码器反馈脉冲数进行比较，产生差值，并计算出输出量作为速度环的输入，在速度环，系统根据编码器反馈的脉冲的频率来得到电机的速度，控制器将反馈速度和输入进行比较计算的输出再作为电流环的输入，驱动器内部进对输出电流进行检测，再反馈到电流控制器，

6、实现电流的闭环控制，电流控制器的输出经驱动部件转换后控制电机的运转。图1伺服驱动器原理框图2并条机自调匀整系统中的两个控制因素并条机自调解匀整控制系统中的两个主要的控制因素是位置的控制和速度的控制。位置控制主要在两个方面，一方面是需要对棉条的定长检测和定长匀整，另一方面是从棉条纤维量检测点到匀整牵伸点有一段距离L，棉条片断在检测点被传感器检测后，系统需要精确控制传动系统输送棉条片断经过距离L，然后对其进行牵伸控制。速度控制当然是必须的，在棉条的高速连续的运动下，棉条的匀整牵伸控制的方式是通过控制两个牵伸罗拉的相对速度来达到匀整牵伸目的，依据的是质量守恒定律，即单位时间输入牵伸区内的棉条质量应该

7、等于输出牵伸区的棉条质量的，设棉条输入速度和输出速度分别为v1、v2，输入前和输出后的棉条单位长度质量分别为m1、m2，则有以下关系式：v1*m1=v2*m2（1）在两个牵伸罗拉直径相同的情况下，线速度用罗拉转速代替：n1*m1=n2*m2（2）假设质量与棉条厚度正比关系，则质量用传感器检测的棉条厚度数字量代替：n1*d1=n2*d2（3）匀整原理：让输出保持一定值，将d1设成期望的一个标准量，而