微量纺织纤维绝干精确计量系统研究

发布时间：2017-08-12 13:37

  本文关键词：微量纺织纤维绝干精确计量系统研究

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【摘要】：纺织品是人民生活不可缺少的日用品,随着科学技术的发展,纺织纤维的种类也越来越多,广大消费者对纺织品外观质量的要求也越来越高,而纺织品的性能与组成该纺织品的纤维性能密切相关。因此,在纺织生产管理和新产品分析中,对纤维进行科学鉴别非常重要。在纺织纤维的含量检测过程中,要对待检测的纺织纤维材料烘干处理,在检测水分含量达到规定值的条件下,再进行其他性质的检测。传统的纤维检验方法偏重于人工操作,对纺织纤维烘干温度的控制一般都是采取烘箱法将对待检测纺织纤维进行烘干,现场人员根据经验来判断烘干过程是否结束,而这一环节不能保证纺织纤维在烘干的过程中达到绝干状态,进而影响检测结果的准确性。因此纺织纤维自动化检测设备已成为目前各国重点发展的方向。 本课题通过理论研究和整体性能分析,设计了微量纺织纤维绝干精确计量系统,解决了纺织纤维烘干过程中能源消耗大、烘后纺织纤维含水率高的缺点,提高了检测效率和检测精度,主要工作如下。 (1)通过对吸湿理论和烘干理论的研究,确定了纺织纤维绝干标准；通过不同烘干方法的对比,确定了使用微波技术和真空技术结合的方法对待检测的纺织纤维进行烘干。为了解决控制系统中存在的非线性滞后等干扰因素,在本文中提出了串级控制方法,用Simulink将传统PID控制方法与串级控制方法进行对比仿真,有效的抑制了外界干扰。 (2)设计了一种快速检测电路,用温湿度传感器和PIC24FJ96单片机组成温湿度控制系统来实现烘箱内温度和湿度的检测,当烘干条件符合要求时,对待检测纺织纤维称重,提高了检测精度和效率。 (3)根据微量纺织纤维绝干精确计量系统的要求和串级控制算法,编写了控制系统的软件程序,通过软件和硬件的配合能够实现系统的自动化工作。 (4)对系统进行了误差分析,并提出了一些改进措施和方案。 现场实验结果表明,应用串级控制方法和单回路PID控制方法相比,串级控制方法达到稳态的时间更短,系统的超调量更小。本文设计的微量纺织纤维绝干精确计量系统满足设计要求,能够实现温度和湿度的检测,能够应用于实际的工程生产中。
【关键词】：纺织纤维 绝干 精确计量 微量称重 串级控制系统 温湿度检测
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TS102
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 目录9-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 国内外纤维检测研究现状12-14
• 1.2.1 国外研究现状12-13
• 1.2.2 国内研究现状13-14
• 1.3 常见纤维烘干方法14-17
• 1.3.1 传统烘干法14
• 1.3.2 真空烘干法14-15
• 1.3.3 红外线辐射烘干法15
• 1.3.4 微波烘干法15-16
• 1.3.5 烘干设备原理性能对比16-17
• 1.4 主要研究内容17-18
• 第二章 纺织纤维绝干方法分析与确定18-31
• 2.1 烘干理论研究18-21
• 2.1.1 烘干过程质热传递分析18-19
• 2.1.2 微波功率对纺织纤维微波烘干失水特性的影响19-20
• 2.1.3 真空度对纺织纤维失水特性的影响20-21
• 2.2 纺织纤维微波真空烘干动力学模型建立与验证21-25
• 2.2.1 纺织纤维微波真空烘干动力学模型21-24
• 2.2.2 微波真空烘干动力学模型验证24-25
• 2.3 纺织纤维烘干方法与绝干标准确定25
• 2.4 纺织纤维温湿度控制算法研究25-30
• 2.4.1 串级控制系统原理25-27
• 2.4.2 单回路PID控制系统仿真分析27-28
• 2.4.3 串级控制系统仿真分析28-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 微量纺织纤维绝干精确计量系统硬件电路设计31-46
• 3.1 微量纺织纤维绝干精确计量系统性能指标31-32
• 3.2 微量纺织纤维绝干精确计量控制系统结构32-33
• 3.3 传感器选型33-36
• 3.3.1 传感器选型原则33-34
• 3.3.2 温湿度传感器选型34-36
• 3.3.3 称重传感器选型36
• 3.4 单片机外围电路设计36-43
• 3.4.1 采样处理模块电路设计36-38
• 3.4.2 电压转换模块电路设计38-39
• 3.4.3 整流模块电路设计39-40
• 3.4.4 保护模块电路设计40-41
• 3.4.5 显示模块电路设计41-42
• 3.4.6 键盘模块电路设计42-43
• 3.4.7 通讯接口模块电路设计43
• 3.5 硬件抗干扰措施43-45
• 3.5.1 产生干扰的渠道44-45
• 3.5.2 控制器硬件抗干扰设计45
• 3.6 本章小结45-46
• 第四章 微量纺织纤维绝干精确计量系统软件设计46-57
• 4.1 软件系统结构46
• 4.2 初始化模块设计46-49
• 4.2.1 初始化子程序设计46-47
• 4.2.2 采样间隔设定47-48
• 4.2.3 单片机串口设定48-49
• 4.3 主程序设计49-51
• 4.4 温湿度测量子程序设计51-53
• 4.5 按键扫描程序设计53
• 4.6 液晶显示程序设计53-54
• 4.7 软件抗干扰设计54-56
• 4.7.1 软件滤波54-55
• 4.7.2 软件消除键抖动55
• 4.7.3 自动复位重新启动55-56
• 4.8 本章小结56-57
• 第五章 绝干精确计量系统调试与传感器误差分析57-61
• 5.1 微量纺织纤维绝干精确计量控制系统调试57-58
• 5.2 称重数据静态测试实验58
• 5.3 传感器误差分析58-60
• 5.3.1 温湿度传感器误差来源分析58-59
• 5.3.2 电磁力平衡传感器误差来源分析59-60
• 5.4 本章小结60-61
• 第六章 结论与展望61-62
• 参考文献62-65
• 攻读学位期间发表的论文65-66
• 致谢66

【参考文献】

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本文编号：661895