PBJ-01型剖布机控制系统的设计与分析

摘要

本文主要针对PBJ-01型剖布机进行了控制系统的设计与分析。该系统可以实现该设备的稳定工作、自动校正以及工作状态监控，满足大批量、高精度的实际生产要求，并且填补了国内对于自动对缝剖布机的空白。系统主要包括平衡辊自平衡系统，带刀机构、磨刀机构、送布以及摆布机构的联动控制，以及绒毛毛高检测系统。该系统能够实现剖布过程的自动化和智能化，完全避免了人为因素影响，极大地提高工作效率、提高了剖布产品的品质。
　　首先，根据剖布机设备的功能要求，分析了设备的工艺流程，拟定了系统的整体方案，并对系统所需要的硬件进行选型、调试，同时，完成了系统软件部分，包括程序的编写以及上位机界面的制作。然后，根据该设备结构特点、工作空间、负载性质以及精度要求、控制策略与各个检测环节，完成了PBJ-01型自动剖布机自动控制系统，伺服电机调速系统、带刀装置、磨刀装置、送布及摆布装置、主动辊平衡检测系统、布卷毛高检测、上位机监控系统的实时监测与控制。并且利用MATLAB软件对所涉及的系统进行分析，以验证该系统的稳定性与可靠性。最后，应用模糊PID控制技术，对主动辊的速度进行实时监测和控制调整，以保证两边主动辊平衡，暨剖布精度，同时，配合工业样机上进行实际实验验证，结果表明系统具有较好运行稳定性，并且能够保证较高的剖布精度。

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摘 要

Abstract

Contents

1绪 论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状与发展动态

1.2.1 国内研究现状

1.2.2 国外研究现状

1.2.3 发展动态

1.3 论文的研究内容与意义

1.4 本章小结

2整体方案设计

2.1 引言

2.2 设计要求及系统整体方案

2.2.1 系统设计要求

2.2.2 系统工艺流程

2.2.3 系统整体方案设计

2.3 本章小结

3系统硬件的选型与设计

3.1 控制系统的设计原则

3.2 系统组成

3.3 DN60SU可编程控制器

3.4 盛迈伺服电机SM-130H20C30C-En31N

3.5 盛迈伺服驱动器SM-10-15CB-0ER

3.5.1 盛迈伺服驱动器简介

3.5.2 SM10-15CB-0ER驱动器特点

3.5.3 驱动器与PLC接线图

3.6 RFC-4800系列角度传感器

3.7 模拟量输入模块AD04A

3.8 步科触摸屏MT4300C

3.9 本章小结

4 系统软件设计

4.1 控制系统PLC程序设计

4.1.1 系统的工作周期示意图

4.1.2 伺服系统驱动控制子程序

4.1.3 毛高检测子程序

4.1.4 报警程序设计

4.2 触摸屏及人机界面设计

4.3 本章小结

5 系统分析及调试

5.1 基于经典控制理论的的系统数学模型

5.1.1 系统数学模型的建立

5.1.2系统的时域分析

5.1.3 系统的误差分析

5.2 基于模糊PID控制的自动平衡系统

5.2.1 模糊PID控制原理

5.2.2 模糊控制器的设计

5.2.3 仿真实验

5.2.4 模糊PID控制在PLC上的实现

5.3 实验数据分析

5.4 本章小结

6总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

硕士期间科研成果