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《多色多絨高簇絨地毯織機提花控制技術(shù)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、學校代碼：10255學號：1142079博士學位論文多色多絨高簇絨地毯織機提花控制技術(shù)研究StudyonJacquardControlTechnologyforMulti-colorandMulti-heightTuftingMachine學科專業(yè)：機械工程作者姓名：郗欣甫指導教師：孫以澤教授答辯時間：2018年5月I摘要東華大學博士學位論文多色多絨高簇絨地毯織機提花控制技術(shù)研究摘要多色多絨高簇絨技術(shù)的推出是簇絨地毯工藝發(fā)展史上的一次飛躍，利用該技術(shù)生產(chǎn)的多色多絨高簇絨地毯色彩更加細膩、花型紋理更加清晰，進一步推動了簇絨地毯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。國際上主流的多色多絨高簇絨地毯的顏色能夠做
2、到6種，絨高可設(shè)定為1-16mm內(nèi)的任意值（即“無限絨高”），但是目前多色多絨高簇絨地毯的圖案分辨率都很難達到1針，而且生產(chǎn)效率也相對較低，制約簇絨地毯織機的產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)效率的因素主要有三點：一是提花控制系統(tǒng)中單個執(zhí)行部件與紗線的“剛-柔”動態(tài)耦合關(guān)系，在執(zhí)行部件的運行過程中機械零件如提花羅拉、鋁輥、針排等對紗線的速度以及張力進行作用，直接影響紗線的固有特性，其中針排橫移系統(tǒng)的動態(tài)性能對紗線振動的影響尤為明顯；二是多電機針跡控制系統(tǒng)的同步能力，針排橫移系統(tǒng)控制針排按照設(shè)定的運動曲線進行運動，進基布出毯系統(tǒng)控制基布的張力以及針密，兩者的協(xié)同配合形成了多色多絨高簇絨地毯毯面上的
3、針跡，多電機針跡控制系統(tǒng)的協(xié)同效果影響了毯面上的針腳位置以及針密的精度；三是大規(guī)模電子羅拉紗線喂入系統(tǒng)的控制精度以及同步能力，紗線喂入系統(tǒng)根據(jù)主軸信號實時調(diào)整電子羅拉的速度，動態(tài)地實現(xiàn)對喂紗量以及紗線張力的控制。本文圍繞影響多色多絨高簇絨地毯圖案精度以及生產(chǎn)效率的因素，針對提花控制系統(tǒng)中紗線的非線性振動特性、針排橫移系統(tǒng)的動態(tài)性能、多電機針跡控制系統(tǒng)的同步能力以及大規(guī)模電子羅拉紗線喂入系統(tǒng)的同步控制策略等問題開展了研究：首先，本文對多色多絨高簇絨地毯織機提花控制系統(tǒng)的控制對象-高旦束粘彈性紗線的動態(tài)力學行為進行了研究。在簇絨地毯的織造過程中高旦束粘彈性紗線兼有彈性固體和粘性流體
4、的變形特征，存在張力突變和變形延時的傳遞特性。針對高旦束紗線的粘彈性特點，本文基于改進型線性粘彈性方法和非線性粘彈性方法建立了紗線本構(gòu)模型，并通過實驗驗證了模型的有效性。針對紗線在高速運行的狀態(tài)下對外界的干擾十分敏感的問題，比如針排橫移系統(tǒng)的振動、提花電子羅拉速度的波動、提花控制系統(tǒng)中的多電機同步運動效果等都會導致紗線軸向運動速度以及張力的變化，對粘彈性紗線束的振動特性進行了深入研究，通過分析得出紗線張力以及速度的變化對紗線的振動有很大的影響，確定了提升簇絨地毯花型圖案分辨率的關(guān)鍵在于精確喂紗和動態(tài)張力的精確控I摘要東華大學博士學位論文制。在對紗線動態(tài)特性進行深入研究的基礎(chǔ)上，
5、本文針對紗線振動的激勵源-針排橫移系統(tǒng)展開了振動控制技術(shù)研究，建立了簇絨地毯織機針排橫移系統(tǒng)的數(shù)學模型，根據(jù)系統(tǒng)的頻域特性對系統(tǒng)進行了校正補償，并且針對系統(tǒng)特定的諧振點設(shè)計雙T型陷波濾波器。為了能夠?qū)嶋H應用，采用不同的方法對陷波濾波器進行離散化處理，并進行對比分析：采用零階保持器和一階保持器進行離散化都會存在一定的增益和相位裕量畸變，而預變形雙線性逼近法在頻域效果上更加貼近于連續(xù)陷波濾波器的控制效果。通過模型仿真以及實驗驗證了本方法對針排橫移系統(tǒng)的固有振動頻率有良好的抑制效果，系統(tǒng)振動幅值大幅下降，可以預測此方法也可應用于紗線振動抑制以及提花羅拉部件等其他執(zhí)行機構(gòu)的振動抑制。在
6、單個執(zhí)行機構(gòu)振動得到抑制、動態(tài)性能得到提升的情況下，考慮多個電機精確位置控制問題，針對多色多絨高簇絨地毯織機提花控制系統(tǒng)中的多電機針跡控制問題，提出了基于人群搜索算法的SOA-PID自整定控制策略，簡化了PID控制器整定程序，提高參數(shù)的優(yōu)化效果，進而提高多電機動態(tài)響應能力和跟蹤精度。為了能夠達到快速消除同步誤差的目的，結(jié)合小波神經(jīng)網(wǎng)絡對任意函數(shù)逼近精度以及較強的學習能力，設(shè)計了一種基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡的速度補償器，并與固定增益的補償器進行了實驗對比分析，結(jié)果表明采用小波神經(jīng)網(wǎng)絡智能控制算法可以獲得較強的同步跟蹤能力以及魯棒性，能夠提升多電機針跡控制系統(tǒng)的同步精度，進而準確地控制簇絨
7、針腳位置以及毯面針密。在多色多絨高簇絨地毯毯面針跡得到快速精確控制后欲提高提花控制系統(tǒng)的控制精度以及生產(chǎn)效率，需要對紗線喂入系統(tǒng)進行多電機協(xié)同控制。盡管本文針對多電機伺服系統(tǒng)的同步控制策略提出了兩種高性能的智能控制算法，但此類算法相對比較復雜，運算量也相對較大，并且隨著伺服軸數(shù)量的增加對控制器以及控制網(wǎng)絡硬件性能會提出非常高的要求。由于提花電子羅拉數(shù)量眾多，為了分析解決大規(guī)模電子羅拉紗線喂入系統(tǒng)的控制精度以及同步能力問題，本文建立了提花電子羅拉群控耦合系統(tǒng)的動力學模型，結(jié)合簇絨地毯織機提花控
