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喷气织机储纬器控制系统研制

作　者: 郑舟
导　师: 胡旭东
学　校: 浙江理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 喷气织机储纬器 dsPIC Δ速度跟踪算法纬纱张力控制
分类号: TS103.337.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着纺织工业的不断发展,纺织机械的机电一体化程度也日益提高。而储纬器作为关键的纺织器材也得到了快速的发展,储纬器的发展从无至有,从低速少功能到高速多功能,多种电子控制技术也被应用于储纬器控制。特别是现代新型高速织机的兴起,要求储纬器具备更优异的性能。喷气织机储纬器是一种用于喷气织机的高速定长电子储纬器,隶属于高档储纬器。喷气织机储纬器的使用保证了喷气织机纬向系统高效率的正常工作,它有利于提高喷气织机织造质量和品质的提升。因此,为喷气织机储纬器提供一个综合性能好的控制系统是目前研究喷气织机储纬器的重要任务。本课题以喷气织机储纬器为研究对象,根据目前高速喷气织机对储纬器的各项功能需求,采用新型嵌入式数字信号控制器dsPIC设计了喷气织机储纬器控制系统。按功能模块化的思路设计了喷气织机储纬器控制系统,整个控制系统是以主控制器dsPIC为核心,主要由储纬器电机控制子系统、储纬控制子系统、纬纱张力控制WBS子系统和通信子系统构成。主控制器dsPIC具有很高的性价比,除了可以满足控制系统的控制功能,同时还具有高速的信号处理能力,这是保证高速储纬器控制系统稳定和处理速度快的基本条件。对储纬器张力的控制是研究储纬器的重要任务,本课题在围绕张力控制的研究中,主要体现在储纬器电机调速控制和专门的张力控制装置两个方面。在储纬器电机控制方面,给出了Δ速度跟踪算法,使储纬器电机转速跟踪纱线的速度,将储纬器的高频间歇性运动转化为近似的连续性运动,有效地防止了纱线张力的急剧变化。在张力控制装置方面,针对一种典型的张力装置设计了张力装置控制系统,通过在纬纱引纬结束时刻对纱线进行一系列“刹车”动作,以避免纱线运动突然停止时的峰值张力波动过大引起断纱等不良后果。经过上机试验运行表明,所设计的控制系统稳定可靠,运行故障率低,完全达到了预定的设计要求。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-16
  1.1 课题背景与研究意义  11-12
  1.2 国内外储纬器研究现状及发展  12-14
    1.2.1 国外储纬器发展状况  12-13
    1.2.2 国内储纬器发展现状  13-14
  1.3 论文的研究内容  14-15
  1.4 论文的关键技术  15-16
第二章喷气织机储纬器结构及其原理  16-21
  2.1 储纬器的功用及分类  16-17
  2.2 储纬器的组成及原理  17-18
  2.3 喷气织机储纬器定长原理  18-19
  2.4 张力控制装置  19-21
第三章喷气织机储纬器控制系统硬件实现  21-40
  3.1 控制系统总体设计  21-23
    3.1.1 系统总体方案  21
    3.1.2 DSC 芯片简介  21-23
  3.2 dsPIC 最小系统的设计  23-26
    3.2.1 电源电路  23-24
    3.2.2 时钟电路  24-25
    3.2.3 ICSP 接口电路  25-26
  3.3 储纬器电机调速子系统设计  26-31
    3.3.1 电机调速方案设计  26-27
    3.3.2 电机控制PWM 模块  27-28
    3.3.3 电机驱动电路  28-30
    3.3.4 检测电路  30-31
  3.4 储纬控制子系统设计  31-35
    3.4.1 挡纱针驱动电路  31-33
    3.4.2 纱线检测电路  33-35
  3.5 WBS 控制子系统设计  35-37
    3.5.1 控制系统分析  35-37
    3.5.2 方案设计  37
  3.6 RS485 通信子系统设计  37-40
    3.6.1 接口芯片  37-38
    3.6.2 接口电路设计  38-40
第四章喷气织机储纬器控制系统软件设计  40-57
  4.1 软件开发环境与工具  40-42
    4.1.1 MPLAB 集成开发环境软件  40-41
    4.1.2 PICkit 3 在线调试器  41-42
  4.2 结构化程序设计  42-44
    4.2.1 主程序设计  42-43
    4.2.2 系统初始化  43-44
  4.3 储纬电机调速PWM 子程序设计  44-50
    4.3.1 Δ速度跟踪法  45-46
    4.3.2 PWM 中断程序设计  46-50
  4.4 储纬控制子程序设计  50-52
    4.4.1 挡纱针动作控制程序  50-51
    4.4.2 纱线信号处理程序设计  51-52
  4.5 WBS 控制子程序设计  52-53
  4.6 通信子系统程序设计  53-57
    4.6.1 UART 模块的相关设置  54-55
    4.6.2 UART 的初始化程序  55
    4.6.3 通信中断处理程序  55-57
第五章实验结果及分析  57-61
  5.1 实验平台  57
  5.2 纬纱张力的测试  57-58
  5.3 电机相电压波形  58-59
  5.4 霍尔开关输出波形  59-60
  5.5 光电传感器输出波形  60-61
第六章总结与展望  61-63
  6.1 课题研究成果与总结  61
  6.2 课题展望  61-63
参考文献  63-66
致谢  66-67
附录喷气织机储纬器控制系统控制板  67-71
攻读硕士学位期间公开发表的学术论文  71

喷气织机储纬器控制系统研制

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