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基于直线电机的经编机电子横移控制系统

许乐平  
【摘要】: 经编工业是纺织工业的一个重要组成部分,经编产业的快速发展推动了经编机设备制造技术的不断更新。开发和研制出技术含量高、生产效率高、可靠性高的高档智能化经编机,其核心技术是需要经编机梳栉横移运动精度高。目前,国内大部分经编机横移机构都是传统的机械式横移机构,已经不能满足市场的需求。因此,新型经编机电子横移控制系统已成为纺织行业急需研究的领域。直线电机作为一种利用电能直接驱动机械负载作直线运动的电子机械装置,它所具有的突出优点已使其越来越受到人们的重视。本文以三相永磁无刷直流直线电机及驱动控制系统为主要研究对象,研究了一种基于直线电机的新型经编机横移运动控制系统。 首先,本文对经编机的基本结构及发展做了一个简要的介绍。通过综合比较目前几种经编机横移机构的优缺点之后,研究了一种基于直线电机直接驱动梳栉的经编机电子横移机构。然后,本文对直流无刷电机的基本结构、基本工作原理、运行特性和应用作了详细的介绍,分析了其数学模型及其典型控制策略,并重点阐述了模糊自适应PID控制算法的原理及实现。在此基础上,设计了基于数字信号处理器(DSP)的无刷直流直线电机控制系统。文中给出了系统的总体设计方案及系统控制框图。接下来,本文阐述了该系统硬件电路的设计及实现。分别从DSP最小系统电路、直线电机驱动电路、位置检测电路等做了重点研究。另外,本文给出了系统软件部分设计流程图,对各软件模块也做了相应叙述。最后,通过实验测试得到系统的整体参数及结论,并对后续的工作做了进一步的展望。 采用直线电机直接驱动经编机梳栉的电子横移系统,具有非常显著的优点。以光栅尺为位置检测传感器并结合模糊自适应PID控制算法的DSP系统能够实现对直线电机的高精度、快响应及高稳定性控制。


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