碳纖維多層角聯織機多經軸送經系統(tǒng)關鍵技術研究.pdf

1、多經軸送經系統(tǒng)是碳纖維多層角聯織機的關鍵技術之一，對多層角聯織物的高效生產和織物的性能具有重要意義。本文圍繞碳纖維多層角聯織機急需解決的多經軸送經系統(tǒng)的機構設計、多經軸經紗張力控制技術、多經軸協同控制技術以及穩(wěn)定可靠的控制系統(tǒng)設計等關鍵技術開展研究工作。首先分析三種不同結構的多層角聯織物及其織造工藝，研究多經軸送經系統(tǒng)機械結構，建立送經系統(tǒng)中各機構的動力學模型，分析了各機構間動態(tài)耦合關系，提出多經軸送經系統(tǒng)的經紗張力控制方法和多經軸協同

2、工作的控制方法，并研制多經軸送經系統(tǒng)專用控制器，搭建多經軸送經機電控制系統(tǒng)平臺，并通過碳纖維多層角聯織機進行了應用驗證。具體工作概述如下:
　　(1)碳纖維多層角聯織機實現織造三種不同結構（多層角聯鎖、多層角聯鎖加徑向增強和多層機織三向）的多層角聯織物，結合織造原理和碳纖維特性，分析不同層織物經紗參數，提出了由60套送經軸、60套主動擺輥式經紗張力調節(jié)裝置、專用攏紗機構和小經軸等機構組成的多經軸送經系統(tǒng)，以滿足多層角聯織機對經紗的

3、需求。
　　(2)多經軸經紗在空間具有大跨度性，經紗張力控制系統(tǒng)是一個時變性、非線性、多變量干擾并且張力與速度之間存在強耦合的復雜系統(tǒng)，逐步分析開口、張力調節(jié)和送經軸等環(huán)節(jié)的動力學模型，為經紗張力控制奠定理論基礎。
　　(3)經紗張力控制是多經軸送經系統(tǒng)的核心，依據機構的動力學模型，結合織機的工作過程，采用分布式控制思想，融合迭代控制方法和模型參考自適應控制算法等關鍵技術，應用到大跨度多經軸送經張力控制系統(tǒng)中，實現經紗張力穩(wěn)

4、定控制。
　　(4)提出CAN總線與IO總線并用的雙總線控制模式，研制高速并行處理功能的控制器，搭建多經軸并行工作的硬件平臺，確保60套送經軸間高速動態(tài)配合。
　　(5)針對多層經紗協同工作的控制要求，引入基于虛擬參考軸的多軸協同控制算法，實現多經軸間協同控制。
　　研制的多經軸送經系統(tǒng)與碳纖維多層角聯織機進行了聯合運行測試，整個多經軸送經系統(tǒng)運行狀況良好，有效地解決了多經軸送經系統(tǒng)的經紗張力控制和多經軸協同工作的難題