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传统的粗纱机采用机械传动与控制。其控制系统包括一对较长的锥轮、多组变换齿轮,以及由弹簧、棘轮与杠杆组成的机械式控制系统。整个粗纱机的机械传动系统非常复杂。由于机械传动链中的非线性误差较大,使粗纱张力的控制很不稳定,调速精度不高,动态响应差;另外,工艺计算、品种变换非常麻烦,品种的变换范围较小,生产值与理论给定的值有一定的偏差。使粗纱生产的产量、质量的进一步提高受到限制。 本文提出了一种基于计算机控制5电机变频调速技术的新型卷绕成形控制系统,取消了成形机构、锥轮变速机构以及牵伸齿轮、捻度牙齿轮这几部分,大大简化了粗纱机的机械结构。具体方法是:采用5台变频电机,分别控制前罗拉、后罗拉、锭子、筒管的转速以及龙筋升降的速度,实现各主要驱动部件的运动分别独立进行,由程序控制各部件的传动比。通过直接检测前罗拉输出速度,并由软件实现筒管卷绕速度和龙筋升降速度的改变;通过控制前罗拉与后罗拉的转速,由软件实现对粗纱牵伸倍数与捻度的控制。另外,在升降传动中装一光栅尺,根据其读数由工控机控制每层升降时的龙筋动程,实现龙筋缩减动程,保证粗纱成形正确。 文中,首先分析了粗纱卷绕成形的原理,并由此建立了各电机转速变化数学模型以及粗纱卷绕成形数学模型。确定了系统整体方案,设计了粗纱机卷绕成形控制系统的硬件和软件。系统的软件设计是本文的重点,作者采用Visual C++语言作为开发工具,编写了基于电机转速变化数学模型和粗纱卷绕成形数学模型的控制软件,实现了对电机的转速控制及粗纱的成形控制。系统反应迅速,能很好的控制卷绕精度,可以方便的选取、保存粗纱的基本工艺参数,实时显示粗纱机的运行状态。为了能更好的控制转速精度,本文还讨论了模糊控制算法在速度反馈控制中的应用。 该系统经过实验验证,结果表明计算机控制5电机变频调速在粗纱机上的应用是可行的,系统能够实现粗纱的正常卷绕,精确的控制粗纱成形;具有良好的界面,可以方便的设置、更改参数,变换粗纱品种,具有较高的实用价值。