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基于自适应控制和模糊控制的并条机自调匀系统的研究

作 者: 段学闯
导 师: 周武能
学 校: 东华大学
专 业: 模式识别与智能系统
关键词: 并条机 自调匀整 自校正控制器 模糊PID控制
分类号: TS103.3
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 14次
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内容摘要


纱线的不匀率程度,直接关系到纱线品质的好坏,同时也间接影响到制成品的质量。而纱线的不匀,尤其是长片段的不匀,主要是由纺纱工序环节所造成的。因此,如何最大限度地降低纱条的不匀,一直是纺织行业研究的热点问题。由于高速并条机的牵伸机理较为复杂,几乎不可能建立实用的精确数学模型,工作环境和参数的多变,更是给匀整调节带来很大困难,这就使得即使进口自调匀整系统在短片段匀整上基本都采用开环控制。从控制理论的角度来看,自调匀整系统是一个强扰动、大延迟的定值控制系统。闭环自调匀整效果差的主要原因在于缺少有效的控制方案用于解决上述控制难点。在深入研究并条机自调匀整系统工作机理的基础上本课题创新性地提出新的闭环自调匀整系统的控制方案。与以往文献中所介绍的开环控制、闭环控制和混合环控制等几种方案在控制方式上存在根本区别的是,本方案采用了一个以并条机输出条干线密度为被控量的控制系统,作为控制对象的闭环自调匀整系统的数学模型。并对其进行最小二乘法辨识而建立一个单输入单输出的可控自回归滑动平均模型(CARMA)模型的论点。该课题中,还把对于大滞后、参数复杂多变的对象控制效果十分优秀的自校正控制器模糊PID控制这些新的控制算法经过适当的改进后引入闭环自调匀整系统中,利用MATLAB软件进行相关的了仿真研究。并结合DF-746型并条机的运行过程进行基于课题算法的仿真分析以用于验证该算法在并条机自调匀整系统中的有效性。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章 绪论  9-19
  1.1 自调匀整概述  9-10
  1.2 自调匀整的发展历史  10-11
  1.3 自调匀整装置的研究现状  11-13
    1.3.1 自调匀装置国内的研究现状  11-12
    1.3.2 自调匀装置国外的研究现状  12-13
  1.4 自适应控制综述  13-16
    1.4.1 自适应控制的应用研究现状  14-16
    1.4.2 自适应控制研究的意义  16
  1.5 本论文研究的目的和意义  16-19
    1.5.1 课题来源  16
    1.5.2 课题研究的意义  16-17
    1.5.3 课题研究的内容  17-19
第二章 自调匀整概述  19-31
  2.1 引言  19
  2.2 自调匀整系统研究范畴  19
  2.3 纱线不匀的成因  19-21
    2.3.1 纤维分布的随机不匀  20
    2.3.2 牵伸波  20
    2.3.3 机械缺点(机械波)  20-21
    2.3.4 其他因素  21
  2.4 自调匀整系统的工作原理  21-23
  2.5 自调匀整装置控制系统的分类  23-26
    2.5.1 开环系统的自调匀整装置  24
    2.5.2 闭环系统的自调匀整装置  24-25
    2.5.3 混合环系统的自调匀整装置  25-26
  2.6 系统对象  26-29
    2.6.1 检测机构  26-28
    2.6.2 执行机构  28-29
    2.6.3 伺服系统  29
  2.7 本章小结  29-31
第三章 并条机自适应控制器的设计  31-49
  3.1 自适应控制的主要形式  31-33
  3.2 最小二乘法参数估计  33-35
  3.3 自适应最小方差控制器的设计  35-40
    3.3.1 最小方差控制的基本原理  35-36
    3.3.2 用CARMA模型描述被控对象  36-38
    3.3.4 最优预报  38-40
  3.4 自校正控制  40-43
  3.5 对DF-746型并条机仿真与分析  43-47
    3.5.1 DF-746型并条机  43-44
    3.5.2 并条机匀整效果的影响因素  44
    3.5.3 系统仿真  44-46
    3.5.4 仿真结果分析  46-47
  3.6 本章小结  47-49
第四章 并条机模糊控制器的设计  49-63
  4.1 模糊控制理论的产生与发展  49-50
  4.2 模糊控制的基本理论  50-52
    4.2.1 模糊控制思想方法  50-51
    4.2.2 模糊控制器的基本结构  51-52
  4.3 模糊控制器  52-56
    4.3.1 模糊化  53-54
    4.3.2 模糊规则与模糊推理  54-55
    4.3.3 精确化  55-56
  4.4 闭环系统模糊PID控制  56-58
  4.5 模糊PID参数的整定  58-61
  4.6 系统仿真  61-62
  4.7 本章小结  62-63
第五章 总结与展望  63-65
  5.1 总结分析  63
  5.2 展望  63-65
参考文献  65-69
发表学术论文  69-71
参与项目  71-73
致谢  73

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 纺织工业、染整工业 > 一般性问题 > 纺织工业机械与设备 > 机织设备
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