随着纺织行业的大力发展,人们对纺织设备的需求越来越大,包覆纱机是生产服装布匹原料的重要设备。随着人们生活节奏的加快,人们更加热衷于追求高效,高质量,高智能化的包覆纱机,常用的机械式包覆纱机已经无法满足当今的市场,论文研制的高速高精度空气包覆纱机是全电动,高速,集伺服技术和传感器技术于一体的智能化设备。因此,搭建性能可靠和稳定的控制系统是当前亟需解决的重大难题,其中高速精密卷绕装置中横动伺服系统的高速高精度问题和卷绕系统的恒张力卷绕问题是控制系统中技术难点。论文对高速高精度包覆纱机控制系统的需求进行分析,搭建基于嵌入式控制器(CX1020)和迈克比恩总线式伺服(L7N)的辨识实验平台,提出改进粒子群智能算法对横动伺服系统进行系统辨识,并整定PID控制器的参数,采用模糊自适应PD智能算法对卷绕系统张力控制。本课题是广东省中山市科技计划项目(2012B01130056,2012B09060028,201207A002),其主要内容如下。首先,对高速高精度空气包覆纱机的控制系统的需求进行分析,提出控制系统解决方案。对控制系统的技术难点问题:横动伺服系统的快速响应性问题,高速高精度问题和卷绕过程中张力控制问题理论分析,并提出解决方案。规划S型运动曲线,使系统在保持平稳的情况下,有快速响应性。其次,为获得控制对象的准确的数学模型,从动力学角度出发,推导横动伺服系统动力学模型,建立五阶模型,搭建了基于Ether CAT总线的辨识实验平台,利用改进粒子群智能算法对横动伺服系统辨识。辨识得到的模型仿真,系统实验。将两者输出结果对比,发现位置误差保持在?4.0 rad的范围内,结果表明模型辨识的有效性。在辨识得到准确的数学模型后,构建了位置闭环控制系统,使用传统算法Z-N整定算法和改进粒子群智能算法分别对横动伺服系统位置环PID参数整定,两种算法整定结果对比,发现智能算法整定的PID控制器参数效果更好,快速达到稳定,而且还避免了传统算法所需要的工程经验,降低了门槛,大大提高了整定的效率。最后,为解决卷绕过程中张力控制的问题,由于卷绕系统的复杂性和时变性,因此很难建立精确的数学模型,本文采用模糊自适应PD智能算法对卷绕系统张力控制。通过搭建实验平台,对前章提出的技术问题进行实验验证,实验结果表明,横动伺服系统在高速情况下,定位精度在?0.03mm内,卷绕张力控制变化范围在?1g范围内,证明理论分析的准确性及实用性。