复合环形气瓶缠绕张力及其控制系统的研究与设计大直径
发布时间：2021-10-19 18:48
张力控制是纤维缠绕工艺中的关键技术之一,直接影响着缠绕制品的质量。合理的张力值能否得以准确和稳定的实施,取决于张力控制系统。本文首先回顾了复合材料的发展和应用,总结了国内外纤维缠绕技术及张力器的发展概况。分析了气瓶的受力特征和缠绕张力对气瓶质量的影响,计算了缠绕过程中所需要的张力,建立了缠绕张力制度,明确了对缠绕过程中张力的控制要求。在对张力系统的组成和工作原理进行分析和研究后,提出了以工业控制计算机和功能模板作为主控制器,以交流数字伺服电机为执行元件,用半径跟随臂补偿纱团半径变化的多路张力闭环控制方案。交流数字伺服电机工作在力矩控制方式下,利用伺服系统的力矩与速度反馈信号实现张力闭环控制,提高了张力控制精度。伺服电机既作为执行元件又作为回纱电机,因而简化了控制系统。文中建立了张力控制系统的数学模型,分析了控制系统的工作原理。在探讨了PID控制算法及其离散化方法以后,提出张力系统应采用积分分离式数字PID控制方法。软件设计中,运用Visual C++编译环境和Windows编程技术,使用人机对话方式,充分利用数据采集卡提供的DLL（动态链接库）函数,调用计算机中的软件资源,简化了编程,...
【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
复合气瓶缠绕线型示意图
标标 标标标 标 标定定 定 定定采 采采集集 集 集 集法法法 法法 法定定 定定定 定 定 定 定 定定集 集集 集 集 集 集 集集 集集 集图5一1控制系统软件的总体结构Fig.5一 1Colleetivitystruetureofsoftwarefortheeontrolsystem张力系统的控制软件能完成对以上各功能模块的控制，软件的设计主要采用人机对话的方式。控制软件的主界面如图5一2所示。脚臼.......曰...麟...翻淤鹅瀚眺瞬组暇黔疡羲歉釉该畴介撰一勒洲一赞.︸山，叮r.’;琅。.!;进二些进」一早刁二JJJ月弓，J刁j刁研书36犯2.封加l.论.‘0J||口...一.，口11川1.11|二︸抽JJJJ﹃一之一主一.一，一忆一七一件一口︼一.绷一目一︸一.一一月.一.一一劝一圈一目.一一-刊︸卜︸.一︸一︸一
程硕士学位论文第五章基于Windows的控制系统软件设计 F19.5一 2Maininterfaeeofsoftwarefortheeontrolsystem名路控制的主界面如图5一3所示。皿工习J面口1..嘴卿如..瞬娜圃娜麟龚缝戮职常常_厂一习!目一目户匕目一一闻︸曰俘︸一︸一户巨目一日一一﹄曰曰目︺、曰﹄︸一月一︸一一巨、一︸曰目一︸卜︸曰一一一︺目二目一一宫一一只︺六︸巨陌一﹄﹁厂一一卜一一、︸︸﹄一︸︸斋一‘︸︸一︸一一一一一︸︸﹃︸一︸︸一︸︸一一︸图5一3多路控制的主界面Fig.5一 3Maininterfaeeofmulti一 Patheontrol5.4控制软件各功能模块张力控制软件系统既要求实现预定的控制算法，对纤维缠绕张力进行有效控制，又应能够实时显示和存储张力值，以作为用户对缠绕制品质量判断的参考。设计各功能模块时，应着重考虑算法的效率，强调实时性。主程序组织协调各功能模块的工作，应着眼全局、组织严密，尽量使用户使用方便。下面对各功能模块分别加以介绍。5.4.1标定模块标定模块包括对半径反馈臂和伺服系统输出的力矩和速度信号进行标定。通过标定可以对张力的精确控制提供进一步的保证，标定工作应在主程序执行之前完成。标定部分的参数设置缺省值，当用户不需要进行标定时，程序可以把上次标定的值赋给控制系统。在本论文的第5章对此过程的实现进行了较详尽的论述。5.4.2初始化模块初始化模块主要是对数据采集卡进行参数设定，对采集卡的各寄存器初始化
【参考文献】：
期刊论文
[1]纤维缠绕复合材料气瓶的发展及其标准情况[J]. 周海成,阮海东. 压力容器. 2004(09)
[2]天然气汽车复合材料气瓶的优化设计[J]. 边文凤,孙芳. 压力容器. 2004(01)
[3]碳纤维缠绕铝内胆气瓶的有限元分析与自紧设计[J]. 嵇醒,戴瑛,顾星若. 力学季刊. 2003(03)
[4]复合材料高压氮气气瓶的结构设计与试验分析[J]. 王明寅,刘文博,王士巍,侯涤洋. 纤维复合材料. 2003(02)
[5]复合材料天然气气瓶预紧压力的研究[J]. 黄再满,蒋鞠慧,薛忠民,黄毓圣. 玻璃钢/复合材料. 2001(05)
[6]精密张力控制系统及其控制精度的研究[J]. 王春香,王永章,路华,付云忠. 仪器仪表学报. 2000(04)
[7]VC++中DLL的编程技术及其在数据采集控制中的应用[J]. 谭国平. 计算机系统应用. 2000(01)
[8]WindowsNT数据采集和实时显示应用探讨[J]. 钟再敏,郝洪涛,李拥政. 计算机自动测量与控制. 1999(03)
[9]精密张力控制系统研制中的几个问题[J]. 王春香,王永章,贾延林,黄开榜. 黑龙江自动化技术与应用. 1999(04)
[10]数控缠绕机张力控制系统的开发[J]. 史耀耀,唐虹,严新民,刘维伟. 机械科学与技术. 1998(06)
本文编号：3445421
【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
复合气瓶缠绕线型示意图
标标 标标标 标 标定定 定 定定采 采采集集 集 集 集法法法 法法 法定定 定定定 定 定 定 定 定定集 集集 集 集 集 集 集集 集集 集图5一1控制系统软件的总体结构Fig.5一 1Colleetivitystruetureofsoftwarefortheeontrolsystem张力系统的控制软件能完成对以上各功能模块的控制，软件的设计主要采用人机对话的方式。控制软件的主界面如图5一2所示。脚臼.......曰...麟...翻淤鹅瀚眺瞬组暇黔疡羲歉釉该畴介撰一勒洲一赞.︸山，叮r.’;琅。.!;进二些进」一早刁二JJJ月弓，J刁j刁研书36犯2.封加l.论.‘0J||口...一.，口11川1.11|二︸抽JJJJ﹃一之一主一.一，一忆一七一件一口︼一.绷一目一︸一.一一月.一.一一劝一圈一目.一一-刊︸卜︸.一︸一︸一
程硕士学位论文第五章基于Windows的控制系统软件设计 F19.5一 2Maininterfaeeofsoftwarefortheeontrolsystem名路控制的主界面如图5一3所示。皿工习J面口1..嘴卿如..瞬娜圃娜麟龚缝戮职常常_厂一习!目一目户匕目一一闻︸曰俘︸一︸一户巨目一日一一﹄曰曰目︺、曰﹄︸一月一︸一一巨、一︸曰目一︸卜︸曰一一一︺目二目一一宫一一只︺六︸巨陌一﹄﹁厂一一卜一一、︸︸﹄一︸︸斋一‘︸︸一︸一一一一一︸︸﹃︸一︸︸一︸︸一一︸图5一3多路控制的主界面Fig.5一 3Maininterfaeeofmulti一 Patheontrol5.4控制软件各功能模块张力控制软件系统既要求实现预定的控制算法，对纤维缠绕张力进行有效控制，又应能够实时显示和存储张力值，以作为用户对缠绕制品质量判断的参考。设计各功能模块时，应着重考虑算法的效率，强调实时性。主程序组织协调各功能模块的工作，应着眼全局、组织严密，尽量使用户使用方便。下面对各功能模块分别加以介绍。5.4.1标定模块标定模块包括对半径反馈臂和伺服系统输出的力矩和速度信号进行标定。通过标定可以对张力的精确控制提供进一步的保证，标定工作应在主程序执行之前完成。标定部分的参数设置缺省值，当用户不需要进行标定时，程序可以把上次标定的值赋给控制系统。在本论文的第5章对此过程的实现进行了较详尽的论述。5.4.2初始化模块初始化模块主要是对数据采集卡进行参数设定，对采集卡的各寄存器初始化
【参考文献】：
期刊论文
[1]纤维缠绕复合材料气瓶的发展及其标准情况[J]. 周海成,阮海东. 压力容器. 2004(09)
[2]天然气汽车复合材料气瓶的优化设计[J]. 边文凤,孙芳. 压力容器. 2004(01)
[3]碳纤维缠绕铝内胆气瓶的有限元分析与自紧设计[J]. 嵇醒,戴瑛,顾星若. 力学季刊. 2003(03)
[4]复合材料高压氮气气瓶的结构设计与试验分析[J]. 王明寅,刘文博,王士巍,侯涤洋. 纤维复合材料. 2003(02)
[5]复合材料天然气气瓶预紧压力的研究[J]. 黄再满,蒋鞠慧,薛忠民,黄毓圣. 玻璃钢/复合材料. 2001(05)
[6]精密张力控制系统及其控制精度的研究[J]. 王春香,王永章,路华,付云忠. 仪器仪表学报. 2000(04)
[7]VC++中DLL的编程技术及其在数据采集控制中的应用[J]. 谭国平. 计算机系统应用. 2000(01)
[8]WindowsNT数据采集和实时显示应用探讨[J]. 钟再敏,郝洪涛,李拥政. 计算机自动测量与控制. 1999(03)
[9]精密张力控制系统研制中的几个问题[J]. 王春香,王永章,贾延林,黄开榜. 黑龙江自动化技术与应用. 1999(04)
[10]数控缠绕机张力控制系统的开发[J]. 史耀耀,唐虹,严新民,刘维伟. 机械科学与技术. 1998(06)
本文编号：3445421
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