碳纤维角联织机张力网络化控制技术研究
发布时间：2020-12-24 21:11
随着织机装备自动化控制技术的发展,针对碳纤维织物的特性,本文将网络化协同控制技术应用到多单元、非线性特性复杂的碳纤维多层角联织机装备中,以送经环节织物的张力控制为核心,通过建立网络环境下的系统数学模型,提出适用于碳纤维多层织机装备的控制优化策略,改进整机张力控制效果,从而提高织物的质量,降低生产成本。首先,对碳纤维角联织机的工作原理进行分析,在深入了解织物织造原理的基础上,对织机的各个子系统进行单独的研究,找到送经、开口、引纬、打纬以及卷取五大系统中影响纱线张力的因素,为后续的控制策略研究提供理论依据。其次,将送经部分单独提取出来,以送经主轴作为研究对象,建立送经部分的张力控制模型,并在考虑网络通信带宽约束、传输时延等网络问题的基础上,建立网络诱导时延模型,设计状态反馈控制器,并将其应用到伺服控制系统中,用于改善织机张力控制系统的响应速度和稳定性。通过对系统进行的仿真,验证织机张力的控制效果。然后,针对系统中部分状态不可测的问题,提出了为网络控制系统设计状态观测器的控制思路,通过对普通状态观测器以及针对不确定时延的H∞状态观测器的研究与设计,实现了由状态观测器输出的估计状态来完成系统状...
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
提花织机改造后的多层织机原理图
十年代发明的立体织机可以进行矩形、“工”字形和“Ｔ”字形截面织物的织造。??Ｓｈ〇Ｓｈａｍｉａ［５］对加卡提花机进行了改进，提出了一种新型立体织机，其结构原??理图如图１－１所示。其中，多经轴机构、经纱张力调节机构和部分开口机构等都??是第一次得以应為。??经袖?张力装Ｓ?综丝?＾柄筘??经系统＾张力系统?开口系ｋ?引纬系统?卷取系统??＠?ｄ）??二打?＿??图１－１提花织机改造后的多层织机原理图??Ｋｉｎｇ［６］发明了用于织造三维立体织物的织机，如图１－２所示。该织机在Ｘ，??Ｙ，Ｚ丨个方向都具有单独的经纱控制系统，且在Ｚ轴方向的运动是可以控制的，??织物纬纱的密度也可以根据需要自由调节。??ＢｉｌｉｓｉｋｍＷ制出了一种全新的三维多轴向的织造工艺，纱线从筒管上退绕下??来，当其通过管状箭杆单元组时，偏轴上的纱线也从旁边的筒管上退绕，由箭杆??单元组的指引进入到织物组织中，从而形成内倾斜纱线。Ｚ轴方向上的纱线以及??纬纱在针杆的指引下穿过偏轴纱和经纱，并进行交织，最终形成织物组织。但由??２??
２．１碳纤维角联织机工作原理??碳纤维角联织机主要由送经、开口、引纬、打纬以及卷取五大机构组成，各??机构之间相互配合进行织造，实物如图２－１所示：??图２－１碳纤维角联织机实物图??碳纤维立体织物的织造过程同普通织物相似，同样是由五大机构之间相互配??合来实现经纱与纬纱的交织过程。图２－２为织机原理图，织机主要对经纱和纬纱??进行控制，其中纬纱的控制方式与普通织机相似，针对碳纤维的特性及织造效率，??选用了双向剑杆引纬机构［５３］。在经纱的控制上与普通织机有较大的区别：（１）由??于送经轴数量、空间布局、纱路设计、变大的经纱跨度以及织物层数和结构等因??１１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]三维编织预成型体的织造及三维编织复合材料细观结构研究进展[J]. 韩振宇,梅海洋,付云忠,富宏亚. 材料工程. 2018(11)
[2]蜂窝状三维整体机织复合材料的弯曲性能及其有限元模拟[J]. 吕丽华,黄耀丽,崔婧蕊. 纺织学报. 2017(11)
[3]针织智能制造研究进展[J]. 蒋高明,高哲,高梓越. 纺织学报. 2017(10)
[4]用于碳纤维织物的多层织机经纱张力检测方法[J]. 鲁喜,杨建成. 纺织学报. 2016(07)
[5]Load Reduction Test Method of Similarity Theory and BP Neural Networks of Large Cranes[J]. YANG Ruigang,DUAN Zhibin,LU Yi,WANG Lei,XU Gening. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(01)
[6]一种线性插值模糊控制器在纱线张力控制系统中的应用[J]. 杨福芹,王培超,常德功. 机电工程. 2015(11)
[7]织机经纱张力自适应滑模控制器的设计与仿真[J]. 孙哲,吴震宇,武传宇,金英子. 机电工程. 2015(08)
[8]高速织机经纱振动特性分析[J]. 陈飞,刘宜胜,陈益兵. 机电工程. 2015(02)
[9]基于伺服控制的立体织机电子开口系统的设计[J]. 陈革,祖林均,罗军. 东华大学学报(自然科学版). 2014(05)
[10]入侵干扰后失稳网络的稳定与镇定控制仿真[J]. 叶恺,许爽. 计算机仿真. 2014(06)
博士论文
[1]碳纤维多层角联织机多经轴送经系统关键技术研究[D]. 陈云军.天津工业大学 2015
[2]智能体群组协同控制若干问题研究[D]. 曹建福.华东理工大学 2015
[3]高速剑杆织机打纬机构运动精度及其可靠性研究[D]. 唐雪梅.武汉大学 2014
硕士论文
[1]碳纤维多层角联织机张力控制策略研究[D]. 刘国辉.天津工业大学 2017
[2]立体织机开口机构和纬纱系统的优化设计[D]. 闫红霞.东华大学 2015
[3]织机经纱张力鲁棒控制方法的研究[D]. 孙哲.浙江理工大学 2015
[4]剑杆毛巾织机经线张力模型分析及控制方法研究[D]. 潘振.浙江理工大学 2015
[5]立体织机经纱系统和打纬机构的设计[D]. 李佳.东华大学 2013
[6]剑杆织机纱线张力电子检测与控制技术研究[D]. 施广军.东华大学 2012
[7]剑杆织机电子送经系统与控制算法的研究[D]. 王炉意.浙江大学 2008
本文编号：2936319
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
提花织机改造后的多层织机原理图
十年代发明的立体织机可以进行矩形、“工”字形和“Ｔ”字形截面织物的织造。??Ｓｈ〇Ｓｈａｍｉａ［５］对加卡提花机进行了改进，提出了一种新型立体织机，其结构原??理图如图１－１所示。其中，多经轴机构、经纱张力调节机构和部分开口机构等都??是第一次得以应為。??经袖?张力装Ｓ?综丝?＾柄筘??经系统＾张力系统?开口系ｋ?引纬系统?卷取系统??＠?ｄ）??二打?＿??图１－１提花织机改造后的多层织机原理图??Ｋｉｎｇ［６］发明了用于织造三维立体织物的织机，如图１－２所示。该织机在Ｘ，??Ｙ，Ｚ丨个方向都具有单独的经纱控制系统，且在Ｚ轴方向的运动是可以控制的，??织物纬纱的密度也可以根据需要自由调节。??ＢｉｌｉｓｉｋｍＷ制出了一种全新的三维多轴向的织造工艺，纱线从筒管上退绕下??来，当其通过管状箭杆单元组时，偏轴上的纱线也从旁边的筒管上退绕，由箭杆??单元组的指引进入到织物组织中，从而形成内倾斜纱线。Ｚ轴方向上的纱线以及??纬纱在针杆的指引下穿过偏轴纱和经纱，并进行交织，最终形成织物组织。但由??２??
２．１碳纤维角联织机工作原理??碳纤维角联织机主要由送经、开口、引纬、打纬以及卷取五大机构组成，各??机构之间相互配合进行织造，实物如图２－１所示：??图２－１碳纤维角联织机实物图??碳纤维立体织物的织造过程同普通织物相似，同样是由五大机构之间相互配??合来实现经纱与纬纱的交织过程。图２－２为织机原理图，织机主要对经纱和纬纱??进行控制，其中纬纱的控制方式与普通织机相似，针对碳纤维的特性及织造效率，??选用了双向剑杆引纬机构［５３］。在经纱的控制上与普通织机有较大的区别：（１）由??于送经轴数量、空间布局、纱路设计、变大的经纱跨度以及织物层数和结构等因??１１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]三维编织预成型体的织造及三维编织复合材料细观结构研究进展[J]. 韩振宇,梅海洋,付云忠,富宏亚. 材料工程. 2018(11)
[2]蜂窝状三维整体机织复合材料的弯曲性能及其有限元模拟[J]. 吕丽华,黄耀丽,崔婧蕊. 纺织学报. 2017(11)
[3]针织智能制造研究进展[J]. 蒋高明,高哲,高梓越. 纺织学报. 2017(10)
[4]用于碳纤维织物的多层织机经纱张力检测方法[J]. 鲁喜,杨建成. 纺织学报. 2016(07)
[5]Load Reduction Test Method of Similarity Theory and BP Neural Networks of Large Cranes[J]. YANG Ruigang,DUAN Zhibin,LU Yi,WANG Lei,XU Gening. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(01)
[6]一种线性插值模糊控制器在纱线张力控制系统中的应用[J]. 杨福芹,王培超,常德功. 机电工程. 2015(11)
[7]织机经纱张力自适应滑模控制器的设计与仿真[J]. 孙哲,吴震宇,武传宇,金英子. 机电工程. 2015(08)
[8]高速织机经纱振动特性分析[J]. 陈飞,刘宜胜,陈益兵. 机电工程. 2015(02)
[9]基于伺服控制的立体织机电子开口系统的设计[J]. 陈革,祖林均,罗军. 东华大学学报(自然科学版). 2014(05)
[10]入侵干扰后失稳网络的稳定与镇定控制仿真[J]. 叶恺,许爽. 计算机仿真. 2014(06)
博士论文
[1]碳纤维多层角联织机多经轴送经系统关键技术研究[D]. 陈云军.天津工业大学 2015
[2]智能体群组协同控制若干问题研究[D]. 曹建福.华东理工大学 2015
[3]高速剑杆织机打纬机构运动精度及其可靠性研究[D]. 唐雪梅.武汉大学 2014
硕士论文
[1]碳纤维多层角联织机张力控制策略研究[D]. 刘国辉.天津工业大学 2017
[2]立体织机开口机构和纬纱系统的优化设计[D]. 闫红霞.东华大学 2015
[3]织机经纱张力鲁棒控制方法的研究[D]. 孙哲.浙江理工大学 2015
[4]剑杆毛巾织机经线张力模型分析及控制方法研究[D]. 潘振.浙江理工大学 2015
[5]立体织机经纱系统和打纬机构的设计[D]. 李佳.东华大学 2013
[6]剑杆织机纱线张力电子检测与控制技术研究[D]. 施广军.东华大学 2012
[7]剑杆织机电子送经系统与控制算法的研究[D]. 王炉意.浙江大学 2008
本文编号：2936319
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