軋染機屬于印染工業(yè)中不可缺少的設備,主要由放卷單元、軋染單元、收卷單元組成。為了得到質量良好的印染產品,必須保證織物在軋染機運行過程中所受到的張力恒定,織物張力過大,會造成織物拉伸變形,嚴重的會發(fā)生斷裂,織物張力過小,會導致織物松弛產生褶皺,因此必須保證織物在軋染機上恒張力運行。本文以軋染機為研究對象,主要對織物的張力控制問題進行研究,并設計了張力控制系統(tǒng)。首先,介紹了軋染機的工藝流程,并且分析了織物張力形成的原因,根據(jù)張力形成的機理,對軋染機的放卷單元、軋染單元、收卷單元建立了張力模型,由于收卷的特殊性,采用錐度張力控制進行收卷,然后對軋染機各單元的張力控制方案進行設計。其次,根據(jù)軋染機張力模型可知,軋染機張力系統(tǒng)存在非線性、強耦合、時變性等特點,常規(guī)的PID控制器不能滿足軋染機的張力控制要求,因此采用自抗擾控制器進行張力控制。針對自抗擾控制器參數(shù)多整定難的問題,提出一種BP神經(jīng)網(wǎng)絡進行在線整定參數(shù),設計出BP神經(jīng)網(wǎng)絡自抗擾控制器。通過Simulink工具箱搭建各單元模型進行張力仿真實驗,并且與傳統(tǒng)PID控制器對比得出,該控制器具有張力波動小,速度響應快等特點,另外該控制器比PID控制器具有更強的解耦能力、內部魯棒性以及抗干擾能力。最后,對軋染機張力控制系統(tǒng)的軟硬件結構進行了設計,并且對軋染機的監(jiān)控系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)進行簡單的設計。通過在張力實驗平臺對軋染機進行實驗,實驗結果表明本文所設計的控制器具有快速的調整能力、穩(wěn)定性好、具有很強的抗干擾性能。這對提高軋染機產品的質量和整機的動態(tài)性能有著重要意義。
【學位單位】：天津工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TP273;TS193.3
【部分圖文】：

是一個動態(tài)變化的系統(tǒng)，這給張力控制帶來很大的難度。??（２）系統(tǒng)存在很多的工藝環(huán)節(jié)，織物的牽引和拉伸會導致織物發(fā)生彈溫度、織物與輥筒之間的摩擦、濕度以及輥筒的圓柱度等都會影響張力。??（３）在收卷過程中，隨著卷徑的不斷增大，張力也在發(fā)生不斷的變化，化會對其他的生產造成影響。??放卷系統(tǒng)建模分析??軋染機放卷系統(tǒng)主要包括放卷部分和牽引部分，如圖２－２所示為軋染機的結構圖，放卷、牽引、乳車電機均為伺服電機。放卷部分安裝了擺輥系以減少張力的波動，并且還可以檢測張力。圖２－２中，＾和Ｌ２為相鄰距離；ｄ為織物的橫截面積；Ｓ為織物的彈性模量；＾和＾為各速；Ａ、６和６為織物的張力；Ｄ和ｒ３為參考張力：／？，、／？２和＆為徑；ｖ，、ｖ２和＾為織物的速度；Ｌｍ和１０２為擺輥的擺臂長度；０為擺角度：恿為擺輥彈簧的彈性模量。???Ｌ?Ｌ

?（２＿５）??式（２－５）為放卷卷徑負的數(shù)學模型，放卷系統(tǒng)穩(wěn)定工作時，織物的厚度Ｊ和??織物的放卷線速度Ｖｌ都是恒定的，放卷半徑隨時間的變化曲線如圖２－３所示。??由圖２－３可知，卷徑的變化為非線性變化，在放卷的初期，半徑的變化較小，??隨著放卷的進行，半徑的變化率增長加快，這必然會對系統(tǒng)造成振蕩，使得織物??的放卷張力產生波動，因此通過控制放卷電機的轉矩來保證放卷張力的恒定。??根據(jù)圓周運動線速度與角速度的公式：??叫＝完?（２－６）??ｄｗｘ?＿ｄｗ?ｄＲｘ?＿?ｖ，?＿??ｄｔ?￣?ｄＲ，?ｄｔ?￣?ｉ？，２?２ｎＲｘ?￣?２ｎＲ＾?Ｋ?Ｊ??１２??

天津工業(yè)大學碩士學位論文??化曲線如圖２－４所示。??由圖２－４可知，放卷輥在一個放卷周期內，其轉動慣量的變化很大，使得織??物的張力發(fā)生波動，根據(jù)轉動慣量的變化規(guī)律來對控制系統(tǒng)的相關參數(shù)進行調整，??保證織物張力的穩(wěn)定。??＇Ｋ??＼??１０?－?＼??一?＼??ｉ卜?＼??１卜?＼??Ｉ??４??２?－??〇??１?１?１?１?Ｉ?Ｉ??０?２００?４００?６００?８００?１０００?１２００??ｔ／ｓ??圖２－４放卷輥轉動慣量的變化曲線??綜合以上各式代入到式（２－２）中，得出放卷張力巧的方程如下：??Ｍ?Ｍｆ?Ｉ?，?Ｊ?ｄｖ．?，３．?ｃ?Ｊｎｄ?．?２??（２＇１４）??由于在放卷系統(tǒng)穩(wěn)定運行中，放卷速度…是不變的，所以上式可簡寫為：??Ｆ１＝＾＋＾＋＾ｂｐｓ￣＾ｗ?＿??由式（２－１５）可以看出，在放卷速度恒定時，電機的輸出轉矩和放卷輥的半??徑將直接影響放卷張力的變化。為了保證織物放卷張力的恒定，在放卷半徑不斷??減小時
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