本文關(guān)鍵詞：一種新型繞帶平臺的設(shè)計、建模與控制

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【摘要】：隨著時代的發(fā)展,線束在現(xiàn)代工業(yè)中的應用愈發(fā)廣泛。線束生產(chǎn)過程中的繞帶工藝,直接影響著線束在實際使用中的安全性。而目前繞帶工藝多采用人工作業(yè)的方式來完成,人工作業(yè)成本較高、效率低下且無法滿足高精度線束包扎的要求。為此,本文提出了多自由度工業(yè)繞帶制造過程的控制問題,結(jié)合剛體運動學、模糊控制以及協(xié)調(diào)控制等理論,給出了一類基于非線性數(shù)學模型的協(xié)調(diào)控制方法,發(fā)明了一類新型的繞帶自動化設(shè)備,解決了汽車線束行業(yè)采用人工進行直線束包扎的工業(yè)技術(shù)問題。具體而言,本文內(nèi)容包含如下方面:1)針對汽車線束生產(chǎn)采用人工完成線束包扎工藝過程,利用剛體運動學規(guī)律、以及線束與膠帶的幾何特征,建立了線束包扎過程的兩自由度運動規(guī)律模型,提出一類多自由度工業(yè)繞帶制造過程的協(xié)調(diào)控制問題,指明了汽車線束包扎生產(chǎn)如何實現(xiàn)工業(yè)自動化的方向。2)對線束包扎直線運動規(guī)律與包扎旋轉(zhuǎn)運動規(guī)律進行了解耦,并分別為包扎直線運動規(guī)律與包扎旋轉(zhuǎn)運動規(guī)律進行了控制器設(shè)計,其中包扎直線運動規(guī)律按照設(shè)定運動進行控制,解耦控制的研究重點是采用基于自調(diào)整因子的模糊PI控制方法,對包扎旋轉(zhuǎn)運動機構(gòu)進行控制,從而保證了包扎旋轉(zhuǎn)運動過程兼具快速瞬態(tài)響應的能力與穩(wěn)態(tài)誤差最小化的能力。3)利用線束包扎直線運動與包扎旋轉(zhuǎn)運動的非線性耦合規(guī)律,對線束包扎過程的兩自由度運動進行協(xié)調(diào)控制,解決線束包扎生產(chǎn)過程的包扎精度低、一致性差的實際控制問題。4)最后,結(jié)合所提出的理論方法,發(fā)明了全自動繞帶樣機,在給定包扎指標下,對直線束進行包扎,并與人工包扎進行了對比測試,實驗結(jié)果表明,采用機器進行線束包扎的精度更高、一致性更好。
【關(guān)鍵詞】：繞帶工藝 非線性運動學模型 自調(diào)整因子模糊PI控制 自動繞帶平臺 協(xié)調(diào)控制
【學位授予單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 項目背景與意義9-11
• 1.1.1 背景9-11
• 1.1.2 意義11
• 1.2 繞帶工藝及其發(fā)展11-13
• 1.3 模糊控制的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 論文的主要研究內(nèi)容14-15
• 1.5 論文的組織架構(gòu)15-16
• 第2章 新型自動繞帶平臺設(shè)計16-21
• 2.1 需求分析16
• 2.2 總體設(shè)計16-20
• 2.2.1 平臺組成16-17
• 2.2.2 控制方案17-18
• 2.2.3 功能實現(xiàn)18-20
• 2.3 關(guān)鍵問題分析20
• 2.4 本章小結(jié)20-21
• 第3章 繞帶工藝建模與驗證21-29
• 3.1 繞帶工藝參數(shù)定義21-22
• 3.2 運動學模型建立22-24
• 3.3 模型驗證24-28
• 3.3.1 吻合度指標24
• 3.3.2 實驗設(shè)計24-26
• 3.3.3 實驗實施26-27
• 3.3.4 實驗結(jié)果分析27-28
• 3.3.5 模型驗證結(jié)論28
• 3.4 本章小結(jié)28-29
• 第4章 自動繞帶平臺控制方案設(shè)計29-45
• 4.1 旋轉(zhuǎn)繞帶模塊控制29-39
• 4.1.1 旋轉(zhuǎn)繞帶模塊分析29-31
• 4.1.2 自調(diào)整因子模糊-PI控制器概述31-32
• 4.1.3 自調(diào)整因子模糊-PI控制器設(shè)計32-38
• 4.1.4 控制器效果分析38-39
• 4.2 水平移動模塊控制39-41
• 4.2.1 水平移動模塊分析39
• 4.2.2 模塊控制設(shè)計39-40
• 4.2.3 模塊控制效果分析40-41
• 4.3 協(xié)調(diào)控制41-44
• 4.3.1 協(xié)調(diào)控制分析41
• 4.3.2 協(xié)調(diào)控制方案設(shè)計41-43
• 4.3.3 協(xié)調(diào)控制效果分析43-44
• 4.4 本章小結(jié)44-45
• 第5章 試驗驗證45-51
• 5.1 試驗驗證45-50
• 5.1.1 試驗設(shè)計45-46
• 5.1.2 平臺搭建46-47
• 5.1.3 人機交互界面設(shè)計47-48
• 5.1.4 試驗實施48-49
• 5.1.5 試驗結(jié)果分析49-50
• 5.2 現(xiàn)場應用50
• 5.3 本章小結(jié)50-51
• 第6章 總結(jié)與展望51-53
• 6.1 總結(jié)51
• 6.2 不足與展望51-53
• 致謝53-54
• 參考文獻54-59
• 附錄59-63
• 附錄一：旋轉(zhuǎn)運動主控電路圖60-61
• 附錄二：電機2驅(qū)動電路圖61-62
• 附錄三：觸摸屏控制電路圖62-63
• 附錄四：作者在讀期間發(fā)表的學術(shù)論文及參加的科研項目63

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