基于Simulink与RecurDyn的智能缝制机械的联合仿真

摘要

近年来，随着国际缝纫机制造产业几次大的转移，我国成为目前仅有的几个缝纫机主要生产基地之一。国内企业正从仿制向自主研发方向发展，机电一体化缝制设备成为一个研究热点。 工业缝纫机是一种精密的机器，主要由刺布机构，送布机构，勾线机构，挑线机构四部分组成，四个部分的运动要精确配合才能完成缝纫作业。通过建立缝纫机整体系统的虚拟样机模型，实现了缝纫机机构的精确运动仿真。 在虚拟样机模型和运动仿真的基础上，对普通缝纫机的送布机构重新设计，完成了缝纫机套结机的设计，并通过对套结机系统进行仿真分析，进一步分析了套结机在运行时作用在主轴上的应力，并对其进行优化。 对主轴伺服电机采用位置控制算法，对两个送布步进电机进行直线插补控制，提出了一种伺服电机主轴回零点的方法和改进了一种三轴协同控制算法，通过仿真软件MATLAB/Simulink实现这些运动控制算法，实现了对套结机的整体运动进行精确控制。 对套结机多个运动机构的运动关系进行设计，根据其性能要求，确定驱动电机和电磁铁。将电机参数及控制方法输入到控制部分，运用基于多领域的仿真建模技术，将机械部分与控制部分联合起来，完成机电一体化建模，并在此模型上进行控制算法的仿真优化。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题背景

1.2国内外现状

1.3缝纫机的发展趋势

1.4虚拟样机技术在机电设备中的应用

1.5课题意义

1.6论文来源及主要研究内容

第2章缝纫原理分析及系统建模

2.1缝纫原理分析

2.1.1缝纫机结构

2.1.2缝纫机各机构运动关系

2.1.3分析与讨论

2.2套结机建模

2.2.1套结机送布机构建模

2.2.2模型导入仿真软件RecurDyn

2.3动力学分析及优化

2.4本章小结

第3章运动控制系统设计

3.1缝纫机运动过程分析

3.2运动控制系统硬件方案

3.3执行机构的选择及控制方案

3.3.1伺服电机选型及控制方案

3.3.2步进电机控制方案

3.4本章小结

第4章运动控制算法设计及优化

4.1位置控制系统设计

4.1.1位置控制介绍

4.1.2套结机中的位置控制系统

4.1.3位置控制算法

4.2总体运动控制算法优化

4.3效果分析

4.4本章小结

第5章机电联合仿真建模分析

5.1机电一体化中机械与控制的协同特性

5.2方框图建模仿真方法与流程

5.3基于仿真软件接口的多学科协同仿真技术

5.4机电联合仿真模型建立

5.5仿真分析

5.6本章小结

结论

参考文献

致谢