预浸带分切复卷机关键技术研究

发布时间：2017-09-21 08:34

  本文关键词：预浸带分切复卷机关键技术研究

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【摘要】：宽幅预浸带自动分切复卷是制备铺丝预浸窄带的主要方法,良好的分切复卷是自动铺丝制造的重要保证。本文以民机预研尾椎壁板研制为背景,为满足自动铺丝用预浸窄带的高效率、高质量制备,重点研究分切复卷的纠偏和张力技术,在原有8丝束预浸带分切复卷机基础上改进系统、提升功能,研制成功新一代16丝束预浸带分切复卷机;主要研究包括:(1)为提高分切后预浸窄带的边缘质量、减少分切过程中余料的浪费,研究预浸带分切精密纠偏技术。设计了以光电传感器、PLC控制器、步进电机为组成的闭环自动纠偏控制系统。针对所选光电传感器的检测特性,将模糊PID控制算法运用于该自动纠偏系统,对偏差、偏差变化进行了“大”、“中”、“小”的模糊集合划分。选择三角形函数作为隶属度函数,并对隶属度函数转折点进行实验校准。设计模糊PID控制规则,根据输出的KP、KI、KD参数值对系统进行模糊PID闭环控制。以边缘废料宽度的离散系数为参照,未加纠偏装置时的离散系数为29.6%,加装纠偏装置后降低至1.7%,提高了分切精度。(2)针对复卷过程中张力过大易造成最终复卷生边缘塌陷、张力过小易造成预浸窄带偏离输送辊从而影响自动化效率的问题。系统分析了复卷张力对预浸带分切质量与复卷质量的影响,设计了以摆杆-电位器张力测量机构、伺服电机、PLC控制器为组成的闭环张力控制系统。为克服张力浮动范围大、控制模型不确定,实现复卷张力的精确控制,系统采用模糊PID控制算法。通过对输入量、输出量的模糊划分,模糊PID控制规则的设计,输出量的清晰化处理,得到PID控制参数进行控制输出。控制结果表明复卷过程中该张力控制系统响应快,控制稳定,复卷500m未发生跳辊或边缘塌陷,提高了最终卷装质量。(3)16丝束预浸带分切复卷机新增加功能包括:1)16丝分切覆卷;2)PE膜张力机械闭环控制;3)各纱团独立张力闭环控制;4)精密纠偏。实现了预浸带精密分切,满足民机预研尾锥壁板自动铺丝的X850预浸纱分切,为尾锥壁板研制奠定了基础。
【关键词】：自动铺丝 预浸带 分切复卷 纠偏控制 张力控制 模糊PID
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V262
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注释表11-12
• 第一章 绪论12-20
• 1.1 先进复合材料12-13
• 1.2 自动铺放技术13-14
• 1.3 预浸带分切复卷技术14-15
• 1.4 自动纠偏控制技术15-16
• 1.5 张力控制技术16-17
• 1.6 模糊PID控制算法17-18
• 1.7 课题研究意义及内容18-20
• 1.7.1 课题研究意义18-19
• 1.7.2 课题研究内容19-20
• 第二章 分切复卷机总体设计20-24
• 2.1 总体设计方案20-21
• 2.2 分切机构21
• 2.3 复卷机构21-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 预浸带分切复卷机自动纠偏控制方案24-40
• 3.1 预浸带跑偏对分切质量影响24
• 3.2 自动纠偏控制系统24-27
• 3.2.1 传感器系统25-26
• 3.2.2 PLC控制器26
• 3.2.3 执行机构26-27
• 3.3 纠偏控制算法设计27-35
• 3.3.1 将输入量偏差、偏差变化模糊化处理28-30
• 3.3.2 输出量KP、KI、KD的模糊化处理30-32
• 3.3.3 自动纠偏的模糊控制规则的设计32-33
• 3.3.4 模糊推理及清晰化（解模糊）33-35
• 3.4 输出控制方案35-36
• 3.5 控制效果分析与讨论36-39
• 3.5.1 实验结果36-38
• 3.5.2 结论38-39
• 3.6 本章小结39-40
• 第四章 预浸带分切复卷机收卷张力控制方案40-51
• 4.1 卷绕张力对分切复卷质量的影响40-41
• 4.1.1 卷绕张力对分切质量的影响40
• 4.1.2 卷绕张力对卷绕质量的影响40-41
• 4.2 卷绕张力控制系统41-44
• 4.2.1 摆杆机构42-43
• 4.2.2 PLC控制器43-44
• 4.2.3 执行机构44
• 4.3 张力控制算法设计44-47
• 4.3.1 输入量偏差、偏差变化的模糊化处理44-45
• 4.3.2 输出量KP、KI、KD的模糊化处理45-46
• 4.3.3 张力的模糊控制规则的设计46-47
• 4.3.4 模糊推理及清晰化（解模糊）47
• 4.4 输出控制方案47-48
• 4.5 控制效果分析与讨论48-50
• 4.5.1 实验结果48-49
• 4.5.2 结论49-50
• 4.6 本章小结50-51
• 第五章 总结与展望51-53
• 5.1 本文工作总结51
• 5.2 后续工作展望51-53
• 参考文献53-58
• 致谢58-59
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文59

【参考文献】

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本文编号：893462