钢丝绳捻股机放卷系统恒张力控制的研究
[Abstract]:Wire rope is a spiral wire bundle formed by a number of wires or strands twisted according to certain rules. It has good tensile strength, fatigue strength and impact toughness, can withstand heavy load and impact load, can be wound well, relative weight is lighter, structure is diverse, specifications are complete and so on. In metallurgy, mining, oil and gas drilling, mechanical, chemical, aerospace and other fields has become an indispensable component or material, its quality has been concerned by many industries at home and abroad, and put a lot of manpower, Material resources for the use of wire rope research and product development. Through research and analysis, it is found that the tension control of wire or strands plays an important role in the process of wire rope twisting. Twisting machine is one of the main equipment in the production of wire rope. In this paper, aiming at the problems of unstable tension and poor control effect in the unwinding process of the tube twisting machine, the constant tension control system is reformed and designed on the basis of studying and analyzing the tension control model and control algorithm. Firstly, this paper describes the research background and significance of this topic, introduces the principle and method of tension control in detail, summarizes the development of wire rope at home and abroad and the research status of tension control, and introduces the production process of steel wire rope. The application of the equipment is briefly introduced, and the importance of constant tension control in the twisting process of wire rope is pointed out. Secondly, the mathematical modeling of the tension control system of the tube twisting machine is carried out, and the influence of the variation of the winding diameter, the moment of inertia and the angular velocity on the tension during the unwinding process is analyzed. It is pointed out that the change of the winding diameter is the main factor affecting the tension fluctuation. On the basis of introducing the commonly used methods of diameter measurement in engineering, this paper presents a new method for calculating the diameter of winding based on winding model and time. Because the winding tension control of twisting machine is a nonlinear, time-varying and multi-interference system, the study of control strategy is also an important research content in this paper. The characteristics of various PID control algorithms are analyzed. It lays a theoretical foundation for the design of tension controller. Thirdly, a complete tension control device with tension sensor as detection element, magnetic powder brake as executive element and fuzzy PID controller based on neural network is designed. The controller design includes hardware circuit design, software design and control algorithm. Finally, it is found that the calculation value of the measurement algorithm is basically consistent with the actual unwinding situation, and the validity of the method is verified. The simulation results show that the fuzzy PID control system based on neural network is more dynamic, static and robust than the conventional PID algorithm. At the same time, the designed tension control device is used in the field. Through the analysis of the test results, it can be seen that the device is easy to operate, the system works stably, the anti-interference ability is strong, the constant tension wire setting is realized, and the twisting quality is ensured. Meet the requirements of production safety.
【学位授予单位】:北京工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TG355;TP273
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,本文编号:2159328
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