纤维环缠绕规程及控制研究

发布时间：2017-10-24 04:29

  本文关键词：纤维环缠绕规程及控制研究

  更多相关文章： 规程 PMAC控制系统 时基控制 模糊PID控制 微张力控制

【摘要】：纤维型角速度仪是一种新型的角速度传感器。因其结构简单、精度高、制造成本低等优点,在工业生产领域有着广泛应用。而纤维环是纤维型角速度仪的核心部件,其质量直接决定了纤维型角速度仪的测量精度。纤维缠绕机是生产纤维环的重要设备,然而国内现有的缠绕机自动化程度不高、效率低、产品精度不达标,不能满足各领域对该产品的需求。为此,研制高精度的纤维缠绕机有着重要的现实意义。本文首先从缠绕工艺和缠绕设备两方面介绍了国内外缠绕机的研究现状,对纤维环的技术指标和缠绕机的技术难点进行了说明。然后介绍了纤维缠绕机的机械结构和四极缠绕工艺。为了更好地完成纤维环绕制过程中排线精度和微张力控制两项技术指标,提高生产效率,本文对缠绕机的绕制规程及其各子系统的控制方案进行了优化设计。针对纤维环缠绕的特点和缠绕机样机的缺陷,探索并制定出优化的缠绕机控制规程;针对因定角偏心引起的纤维环不规则的缺陷,提出了受触发型时基控制的变跨越角缠绕工艺并完成了控制软件开发;为了保持螺旋缠绕方式时的良好的侧伏角,提出了受非触发型时基控制的螺旋缠绕工艺并完成了控制软件开发,从而减小了因侧伏角过大对纤维应力的不利影响。对张力微调系统进行了硬件和软件的重新设计,新张力控制系统的张力控制器采用模糊PID算法,并选用微型直流无刷电机实现了对张力的调节。增加了手持操控器和手轮便于人工操作;利用数组实现了跨层倒车功能便于纠错处理。最终的纤维环缠绕实验结果表明了本文所做研究工作的有效性和实用性,具有理论和实际推广应用价值。
【关键词】：规程 PMAC控制系统 时基控制 模糊PID控制 微张力控制
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外发展现状11
• 1.3 纤维环缠绕工艺发展状况11-13
• 1.4 控制设备发展状况13-14
• 1.5 本文的主要研究内容14-16
• 第2章 纤维缠绕机规程制定16-33
• 2.1 纤维缠绕机的整体结构16-17
• 2.2 纤维缠绕机坐标系的确定17-18
• 2.3 四极缠绕规程制定18-19
• 2.4 递进式进给系统规程制定19
• 2.5 张力调节系统规程制定19-24
• 2.6 跨层切换的规程制定24-26
• 2.7 手持操控器的控制规程制定26-29
• 2.7.1 手持操控器硬件设计26-27
• 2.7.2 手持操控器操作规程及软件设计27-29
• 2.8 单轴运动的手动调整29-32
• 2.9 本章小结32-33
• 第3章 纤维缠绕机递进式进给系统规程优化33-49
• 3.1 全闭环控制33-34
• 3.2 螺旋缠绕工艺34-35
• 3.3 非触发型时基控制35-41
• 3.3.1 非触发型时基控制原理35-36
• 3.3.2 非触发型时基控制程序设计36-41
• 3.4 变跨越角工艺41-42
• 3.5 触发型时基控制42-46
• 3.5.1 触发型时基控制原理42-43
• 3.5.2 触发型时基控制程序设计43-46
• 3.6 递进式进给系统实验验证46-48
• 3.7 本章小结48-49
• 第4章 张力微调系统硬件设计49-55
• 4.1 张力微调控制系统总体设计49-50
• 4.2 电流环驱动及其电路设计50-53
• 4.3 电流环驱动通信接口电路设计53
• 4.4 无线通讯模块及其电路设计53-54
• 4.5 本章小结54-55
• 第5章 张力微调系统软件设计55-66
• 5.1 张力微调控制系统软件总体设计55-56
• 5.2 电流环程序设计56-57
• 5.3 张力环程序设计57-63
• 5.3.1 PID控制算法57-58
• 5.3.2 模糊PID控制算法58-61
• 5.3.3 模糊PID系统仿真与实现61-63
• 5.4 无线通讯模块程序设计63-64
• 5.5 张力指标实验验证64-65
• 5.6 本章小结65-66
• 结论66-67
• 参考文献67-71
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果71-72
• 致谢72

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本文编号：1087056