現(xiàn)代噴氣織機以其高速、高性能等優(yōu)勢,占據(jù)了無梭織機的大部分市場,并成為最有發(fā)展前景的一種織機。送經(jīng)、卷取機構(gòu)是織機控制系統(tǒng)的重要組成部分,其對經(jīng)紗張力的控制精度已成為評定織機質(zhì)量的重要技術(shù)指標。因此,提高和改善噴氣織機的電子送經(jīng)和卷取控制系統(tǒng)的性能非常必要,而且,開發(fā)具有高速、高精度的獨立電子送經(jīng)和卷取控制模塊具有廣闊的應(yīng)用前景。 本課題研究開發(fā)了一款獨立的電子送經(jīng)和卷取控制模塊,通過人機界面或CAN通訊對該控制系統(tǒng)所需參數(shù)進行設(shè)置,使其可以根據(jù)參數(shù)設(shè)置應(yīng)用于不同型號的噴氣織機。通過對系統(tǒng)的控制分析,本課題主要從硬件電路設(shè)計、軟件控制及張力控制算法三個方面進行研究。 首先,通過對噴氣織機的性能要求及控制器結(jié)構(gòu)與性能的綜合考慮,系統(tǒng)采用以高速ARM7TDMI為內(nèi)核的低功耗微處理器LPC2294作為系統(tǒng)控制器,該控制器不僅速度快、性能穩(wěn)定,而且其豐富的外圍模塊大大簡化了硬件電路的設(shè)計。硬件電路設(shè)計采用模塊化設(shè)計方法,主要功能模塊包括嵌入式最小系統(tǒng)模塊、主軸編碼器采集模塊、張力采集模塊、電機控制模塊、通訊模塊、人機界面模塊、輸入輸出信號模塊等。根據(jù)系統(tǒng)需要,對各個模塊的控制器件進行選取,并設(shè)計出各個模塊的接口電路。最后,為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,在硬件電路設(shè)計中采取了隔離、去耦等硬件抗干擾措施。 在軟件設(shè)計方面,系統(tǒng)采用嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-II,便于系統(tǒng)升級和維護。在系統(tǒng)硬件平臺的基礎(chǔ)上,根據(jù)設(shè)計要求對操作系統(tǒng)內(nèi)核進行剪裁和移植,并對系統(tǒng)時鐘節(jié)拍進行修改。結(jié)合硬件電路及系統(tǒng)控制要求,對系統(tǒng)啟動代碼進行修改;并根據(jù)系統(tǒng)對各個功能模塊控制的時效性要求,對系統(tǒng)任務(wù)進行合理規(guī)劃。為了說明系統(tǒng)采用該RTOS的可行性,對實時性要求最高的張力采集任務(wù)進行了實時性分析。對CAN通訊協(xié)議進行制定和編程實現(xiàn),并對I2C、CAN和LCD驅(qū)動程序進行開發(fā),另外,對每個任務(wù)的功能及控制流程和任務(wù)間及任務(wù)與中斷間的信息通訊進行了說明。系統(tǒng)在軟件方面也采用了一定的抗干擾技術(shù),對硬件抗干擾進行補充。 最后,針對經(jīng)紗張力的非線性和滯后性等復(fù)雜特性,對張力調(diào)節(jié)采用模糊參數(shù)自整定PID控制算法,設(shè)計出張力模糊參數(shù)自整定PID控制器。并在Matlab及Simulink工具下,對PID控制器下的張力算法及模糊參數(shù)自整定PID控制器下的張力算法進行仿真研究。而且對張力模糊PID控制算法在LPC2294中的實現(xiàn)進行了說明。關(guān)鍵詞:ARM; μC/OS-II;噴氣織機;送經(jīng)卷取;模糊PID
標簽:
ARM
噴氣織機
電子送經(jīng)
控制
上傳時間:
2013-06-11
上傳用戶:ivan-mtk