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梳棉机混合环自调匀整设计与研究

熊磊  
【摘要】: 纱线的不匀率程度,直接关系到纱线品级的高低,同时也直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,主要是由于纺纱前道工序中纱条不匀所造成的。因此,如何最大限度地降低纱条的不匀,一直是纺织工业所迫切研究的问题。 本文主要研究和设计了清梳联梳棉机自调匀整系统,在当今纺织机械发展趋势中,清梳联是一个必然过程,而自调匀整系统在清梳联中有着重要的作用。为了达到较好的匀整效果,本系统采用了三点检测和两点控制的混合环控制,它综合了开环与闭环的优点,克服了各自的不足,既能保持较好的匀整效果,又能自动修正各种波动所造成的偏差,是比较适合梳棉机后生条匀整的。 本系统和其他自调匀整不同的是把给棉箱的检测和控制纳入整个系统之中,这样能够较好的控制长片段不匀,在控制方面,使用了变频电机拖动。 为了得到精确的信号,本系统使用的传感器都是数字传感器,把物理量直接转化为数字量。在筵棉厚度检测方面,系统从可靠性和精确性考虑采用由10个弹簧片组成的给棉板检测棉层厚度,这样可以得到筵棉厚度的精确反映。这些数字信号通过RS485通信都传给控制器 在控制系统的选择上,采用了较为流行的PLC控制,使用了一个通用性和实施性都比较好的三菱公司FX系列PLC,可以采用上位机在WINDOWS下编程,有着很好的易用性,在响应速度上,由于内部有高速浮点计算器,此机型响应速度很快,可以满足梳棉机的匀整要求。 控制方法方面,本设计没有选用较为成熟的PID控制,而是使用了模糊控制技术,模糊控制实质上是一种非线性控制,从属于智能控制的范畴。模糊控制是一种基于规则的控制。它直接采用语言型控制规则,出发点是现场操作人员的控制经验或相关专家的知识,在设计中不需要建立被控对象的精确数学模型,因而使得控制机理和策略易于接受与理解,设计简单,便于应用。在梳棉机中,由于落棉率和其他未知因素的影响,使得要得到一个较为精确的控制数学模型十分的困难,而传统的PID控制有惯性滞后的影响,因此,使用模糊控制对本系统是十分合适的。 通过对清梳联梳棉机不匀特点的分析,利用模糊控制方法,可以得到一系列的IF THEN模糊语句。将传感器测得的信号模糊化后,经过由这些语句组成的模糊决策控制器处理后,再经过去模糊化过程传递给变频器,由变频器控制异步变频电机改变罗拉的转速,从而达到匀整须条的目的。 为了对此自调匀整系统进行测试,我们在MATLAB软件中的simulink6.0 (?)(?)中建立这个系统,通过对(?)个(?)机信号的处理,(?)检测(?)的性能,(?)与PID控制对比,来反应模糊控制的优越性。


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