针织无缝袖子机实时控制系统研制

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近年来,无缝针织产品逐渐被人们所钟爱,无缝针织设备也得到不断发展。针织无缝袖子机作为新一代机电一体化无缝针织设备,用来编织各式各样的无缝袖子。然而,国内对无缝针织设备研究起步较晚,研制水平与国外相比有很大差距,高档针织无缝袖子机主要从日本、德国、意大利等发达国家进口,核心技术受到国外企业垄断。因此,为了提高我国针织行业的国际影响力和竞争力,开展针织无缝袖子机实时控制系统研究,对关键节点的技术性难题提出新的解决方案十分有必要。  论文以针织无缝袖子机实时控制系统为研究对象,针对无缝袖子的工艺实现要求以及针织无缝袖子机的结构和控制对象的特点,提出了针织无缝袖子机实时控制系统的总体方案。该方案采用模块化设计理念,将整个控制系统分为人机交互模块、实时主控模块和执行机构驱动模块三部分,论文从控制系统硬件设计和软件开发两方面详细论述三个模块的实现。人机交互模块选用飞凌i.MX6UL核心板,在Linux操作系统上进行软件开发,论文重点论述了人机界面的设计原则以及人机与主控模块通讯协议的制定。实时主控模块采用双核心架构,论文阐述了以M7A12N0F484C7为核心的逻辑处理单元实现人机和主控模块之间数据快速交互的原理;介绍了以STM32F429IG为核心的主控单元执行花型文件解析、动作指令传输等任务的过程。执行机构驱动模块主要包含送纱机构、编织机构、选针机构和牵拉卷取机构四大机构。对于送纱机构,论文提出了基于交流伺服电机直接驱动的积极送纱方式,并使用速度补偿算法来确保伺服电机速度和位置控制的精确性。对于编织机构,论文采用PWM波保持方式来驱动电磁气阀,从而降低能耗;采用S形加减速曲线来驱动步进电机,以减少失步和过冲现象。对于选针机构,论文分析了电子选针器的工作原理和控制过程。对于牵拉卷取机构,论文提出了牵拉张力闭环控制方案,并结合模糊PID控制算法,确保牵拉卷取时布面张力恒定。  实验平台测试和现场装机测试结果表明,针织无缝袖子机实时控制系统各模块工作正常,通讯稳定可靠,纱线速度调节方便,纱线张力和布面张力平稳,达到了高档针织无缝袖子机的控制要求,具有广泛的市场应用前景。
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