剑杆织机前馈-反馈张力控制系统的分析与设计

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新型剑杆毛巾织机控制系统设计

新型剑杆毛巾织机控制系统设计在分析毛巾织造工艺的基础上，提出了一套以ARM技术为核心的新型毛巾剑杆织机控制系统设计方案。

对控制系统的硬件组成与软件设计作了详细的论述。

并对控制系统软件的具体开发流程与设计完成的控制系统所具有的特色作了说明。

标签：毛巾剑杆织机；Cortex-M3；嵌入式实时操作系统引言剑杆毛巾织机以其灵活多变、适应性广、技术发展成熟而深受毛巾生产企业的青睐。

当前剑杆毛巾织机逐步替代了老旧的有梭织机，成为了毛巾织造行业的主流设备。

近年来，国产剑杆毛巾织机在市场需求的推动下得到了巨大的发展，但是遍布江浙地区的中小型剑杆毛巾织机生产企业的自主研发能力普遍还很弱，现有的剑杆毛巾织机产品大多数是在测绘国外中低档产品的基础上进行改进，高性能与新机型的研发能力以及自动控制系统的研发能力普遍不足，而市场竞争越来越激烈，需要不断更新和开发产品。

因此，在完成机械部件设计的基础上，开发具有自主知识产权的高性能控制系统，逐渐成为国内中小型剑杆毛巾织机生产厂家关注的重点。

文章以剑杆毛巾织机样机（如图1所示）为控制对象，在分析毛巾织造工艺的基础上，提出了一套以ARM技术为核心的新型毛巾剑杆织机控制系统设计方案，并制作样机。

文章的研究成果将在合作单位首先试用并进行产业化推广，有利于推动绍兴以及浙江地区中小型剑杆毛巾织机生产企业产品的升级换代，提高其市场竞争力。

图1 剑杆毛巾织机样机1 硬件设计方案设计的毛巾剑杆织机控制系统以ARM技术为核心，采用的主控芯片为LPC1766。

硬件電路设计过程为：首先，根据控制系统的详细设计方案，完成电路原理图设计，并计算相关电路参数，采购电路元器件。

其次，对关键电路模块进行功能仿真或制作实物电路论证电路设计的合理性与可靠性。

最后，绘制电路PCB板图，重点考虑电路布局与电路板抗干扰性能。

在拿到PCB样板后，焊接控制系统电路板。

其核心电路如下所述：1.1 主控制板硬件电路设计主控制板硬件电路设计包括：LPC1766芯片供电模块、电源电路、数据存储模块、时钟电路、USB输入输出接口、19264液晶显示屏控制电路、掉电复位保护电路、剑杆毛巾织机运行状态信号量输入模块、起毛伺服控制器接口、键盘接口电路以及电子多臂龙头控制板、伺服电机连接控制板与8色选纬控制板的接口等电路模块的设计、验证与制作调试工作。

GTMAS型剑杆织机右侧纬纱张力控制

棉纺织技术Cotton Textile Technology1999年第27卷第1期 Vol.27 No.1 1999GTM-AS型剑杆织机右侧纬纱张力控制李丛贵挠性剑杆织机因其品种适应性广、入纬率高、技术进步快、价格适中，一直受到用户的重视，现已成为各生产厂家技术改造、扩大生产规模选用最多的织机。

但是，由于剑杆织机引纬的缺陷，右侧纬纱张力控制不稳，以至造成边双纬(边百脚)、边缺纬、边纬缩、毛边、边双尾、布边不直等边部疵点。

又因为造成上述边部疵点的原因复杂，不易掌握，给织机的维修和管理带来了困难，现就GTM-AS型剑杆织机织造高档厚重牛仔布，对造成纬纱张力不匀的原因及所采取控制措施分析如下。

1　右侧布边纬纱张力不匀的现象及原因剑杆织机在引纬过程中，如果是剑头及引纬交接出现明显故障，就会引起断纬停车或造成边缺纬等疵点，容易得到控制。

但是当布边纬纱张力不匀不引起疵点评分时，往往被忽视了。

然而对于织制厚重高档牛仔布来说，仅仅满足疵点评分要求是不够的，因为牛仔布制作服装后要求经过高强度水洗脱色处理，如果布边纬纱张力不匀，成品牛仔布水洗后，布边就会产生布面起皱、脱色不匀、色花不齐、布边不直等问题，影响成衣质量。

我公司经过多次牛仔成品布水洗试验，结合织机纬纱张力分析，从中发现：剑杆织机右侧废边纱尾的排列情况，就是右侧纬纱张力变化的直接反映。

右侧废边纱尾排列情况如图1所示，可由此导出故障原因。

图1　右侧废边纱尾排列示意图图1(a)：纬纱张力控制处于最理想的状态，右侧纬纱张力稳定均匀，成品布水洗效果最好。

显示织机引纬张力控制正常，各部件配合恰到好处。

图1(b)：较好的纬纱张力控制状态，右侧纬纱张力稳定，成品布水洗效果好，显示织机引纬张力控制正常。

图1(c)：纬纱张力控制不匀，显示织机右侧入纬张力控制不匀，一只储纬器张力大，一只储纬器张力小。

严重时，成品布水洗后会出现横向条纹。

图1(d)：纬纱张力控制差，成品布水洗后，脱色不匀，色花不齐，绞边弯曲，布面不平，显示织机剑头作用不良，储纬器张力不匀，右侧入纬弹簧钩与剪刀的配合不当，剑道变形，或打纬轴瓦磨灭等比较复杂的原因。

【CN209873250U】一种剑杆织机送经张力控制箱【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920237333.4(22)申请日 2019.02.25(73)专利权人绍兴市埃可迅机电技术有限公司地址 312000 浙江省绍兴市亭山工业园区(72)发明人张国伟　朱金强　(51)Int.Cl.D03D 49/06(2006.01)(54)实用新型名称一种剑杆织机送经张力控制箱(57)摘要本实用新型涉及剑杆织机配件的技术领域，涉及一种剑杆织机送经张力控制箱，包括箱体，箱体上铰接有检修门，检修门通过锁止结构固定在箱体上，锁止结构包括设置在检修门内壁上的锁止柱、开设在锁止柱上的环槽、两根交叉设置且转动连接在箱体内壁上的锁止杆、设置在锁止杆靠近锁止柱的一端上设置有用于嵌入在环槽中的弧形卡环，以及设置在箱体上用于驱使两根锁止杆远离弧形卡环一端相互靠近的驱动组件，两根锁止杆远离弧形卡环一端之间设置有弹簧。

本实用新型具有以下效果：通过驱动组件与弹簧驱使两根锁止杆远离弧形卡环的一端相互靠近或者远离，使得弧形卡环嵌入或者脱离通槽，从而开闭检修门，开闭检修门较为方便，便于维修。

权利要求书1页说明书4页附图7页CN 209873250 U 2019.12.31C N 209873250U权　利　要　求　书1/1页CN 209873250 U1.一种剑杆织机送经张力控制箱，包括箱体(100)，其特征在于：所述箱体(100)上铰接有检修门(110)，所述检修门(110)通过锁止结构(120)固定在所述箱体(100)上，所述锁止结构(120)包括设置在检修门(110)内壁上的锁止柱(121)、开设在锁止柱(121)上的环槽(122)、两根交叉设置且转动连接在箱体(100)内壁上的锁止杆(123)、设置在锁止杆(123)靠近锁止柱(121)的一端上设置有用于嵌入在环槽(122)中的弧形卡环(124)，以及设置在箱体(100)上用于驱使两根锁止杆(123)远离弧形卡环(124)一端相互靠近的驱动组件(130)，两根所述锁止杆(123)远离所述弧形卡环(124)一端之间设置有弹簧(125)。

新式机械反馈张力控制装置的设计

够避免上述问题。但前面提到的两种有反馈的张力
控制装置还是不能满足现有的要求。首先，摆臂滚筒式张力控制系统虽然已经基本能够保证放线盘在空盘和满盘时的放线张力大致相
宽，但设备的制造及使用成本也相对较高；而被动放线设备由于没有上述电气部分，其制造和使用费用则远低于主动放线设备，虽然张力控制精度和调节范围不如主动放线设备，但大多数情况下是可以满足使用要求的，因此依然被广泛使用。然而，现阶段常见的被动放线设备在使用中也存在一些限制和不足。
反馈的张力控制装置常见的又有摆臂滚筒式张力控制系统（见图１）和张力枪张力控制系统（见图２）两
种。刚好，上述三种张力控制方式的被动放线设备
的轴向是平行的，而摆臂滚筒式张力控制系统的放线方向与放线盘的轴向是垂直的。在实际生产中，当放线盘的尺寸较大且数量较多时（如上述５０个放线架），常常需要采用放线方向与放线盘的轴线垂直的放线方式。此时，张力枪的结构又无法满足使用要求。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓａｋｉｎｄｏｆｔｅｎｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｐａｙ・ｏｆｆｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｆｅｅｄｂａｃｋｄｅｖｉｃｅｗｉｔｈｅｃ — ｃｅｎｔｒｉｃｗｈｅｅｌｗａｓｕｓｅｄｈｅｒｅ，ｉｔｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｔｅｎｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｆｏｒｎｏｎ — ｄｉｒｖｅｐａｙｏｆ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｅｎｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｐａｙ－ｏｆｆ；ｅｃｃｅｎｔｉｒｃｗｈｅｅｌ；ｄｅｓｉｇｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ

毛巾剑杆织机的经纱张力控制系统

毛巾剑杆织机的经纱张力控制系统章玉铭【摘要】针对传统毛巾织机经纱张力控制效率低、误差大等问题,基于计算机技术、传感器技术、伺服技术设计了毛巾剑杆织机的经纱张力控制系统.该系统实现了毛巾剑杆织机的电子卷取、电子送经的精确控制,确保在同一织物中采用不同纬密时实时快速地把张力调整到目标值.%To solve the problems existing in the warp tension controlling system of traditional towel rapier weaving machine, such as poor efficiency, big error and so on, the warp tension controlling system of towel rapier weaving machine is designed. With the help of computer technology and sensor technology as well as servo technology , a precise controls of electronic let-off and take-up are realized, which ensures that the tension is adjusted to the design value real-timely and rapidly when the same fabric is woven under different weft densities.【期刊名称】《西安工程大学学报》【年(卷),期】2011(025)003【总页数】4页(P294-297)【关键词】毛巾剑杆织机;电子卷取;电子送经;伺服机构【作者】章玉铭【作者单位】浙江工业大学机械工程学院,浙江杭州310014【正文语种】中文【中图分类】TS105.430 引言毛巾箭杆织机的经纱由两部分组成，它分为上经轴所提供的上层经纱和下经轴所提供的下层经纱.上层经纱(毛经)主要用于起毛圈用，而下层经纱(地经)则用于编织地组织.毛经因为要用于起毛圈用所以一般张力非常小，而地经用于织造地组织所以张力相对来说就大一点.老式的毛巾织机上经轴是自由状态，是由卷取机构拉动，属于消极式送经.下经轴则采用机械送经，卷取机构也是采用机械卷取装置［1］.发展到后来曾经采用步进马达用于送经系统和卷取系统.现在随着伺服技术的不断发展和成熟，伺服系统的大批量应用也使其价格能够大幅度下降，现在世界上的高档毛巾织机的送经和卷取系统采用伺服系统，使得毛巾织机的送经和卷取能够根据不同要求达到同步运行，使经纱张力能够控制在一个基本恒定的状态下［2］.有关毛巾织机送经机构方面内容的研究，胡凤霞等人［3］对GA799型毛巾织机的送经机构进行了改进研究，吕盈盈［4］对国外SP251型毛巾剑杆织机进行了消化吸收，而涉及毛巾剑杆织机经纱张力控制系统的研究相关文献较少.本文基于计算机技术、传感器技术、伺服技术分析毛巾剑杆织机的经纱张力控制系统的运行特性.1 经纱张力控制的要求由于毛巾织机有毛经和地经两个经轴，所以它需要两套独立的送经机构来完成其送经的任务.另外织物的卷取装置需要一个独立的机构来完成卷取的任务.毛经经轴的送经量，根据织物的情况有平毛和起毛的区分，也有多种不同纬密和停送之分.为了保持一定的送经量，根据经轴的直径大小不同必须改变电机转速.地经经轴的送经量也有多种不同纬密和停送之分，同样为了保持一定的送经量，根据经轴的直径大小不同必须改变电机的转速.卷取装置有多种不同纬密和停卷之分.送经装置和卷取装置的最大特点是它们与织机的“同步性”.也就是说，织机的任意向前或向后的运动都配合有相应比例的经轴或卷取辊的前后移动.为实现此功能，张力控制装置必须接受四个基本信息:织机位置、两个经轴直径和纬纱密度.使得不论是满经轴还是空经轴，对织机的每一转动，送经轴都会喂给相同数量的经纱，并且卷取辊根据所选定的纬纱密度与织机同步运行.另外为了安全起见，当经纱张力超过一定量的时候，必须有个限位开关使织机能够安全地停止运行.2 经纱张力控制系统的设计对于相同纺织原料织出的毛巾，其档次主要表现于:纬密越均匀档次就越高.而毛巾和平布又不太相同，它一般情况下都是由多种纬密组成，而且缎档和起毛部分纬密的变化又比较大.这就给控制器的设计提出了很高的要求.卷取控制机构完成纱线的向前运动，通过卷取速度的控制就可以达到对纬密的控制.毛巾因为其特殊需要，必须有停送停卷的功能，所以必须有一个停送停卷离合制动器.正常运转时，离合器通电，制动器断电，判断纬密信号Pi，若为停卷信号，则离合器断电，制动器通电.每一纬都需要判断，并且判断和执行每一纬动作的时间点都相同.最好能做到制动器通电时间能调整，修正角度为Δβ，若Δβ为正值，接到停卷信号后，离合器延迟Δβ断电，同时制动器延迟Δβ通电，直到收到下一纬与前一纬不同的信号为止，改变状态;若Δβ为负值，接到停卷信号后，离合器断电，同时制动器通电，直到接到下一纬与前一纬不同的信号并延迟Δβ，然后改变状态.卷取机构根据设定的不同纬密信号，给出不同的速度配合运行.送经控制系统通过送经的速度不同控制经纱的张力.在织机的运行过程中，织机停机时需要以静态的张力来工作，运动时需要以动态的张力来工作，一般静态张力比动态张力要小.送经系统还必须根据不同经轴的大小来调整送经量.因为毛巾织机有两套经轴，就有两套送经系统，这样必须有两套张力控制系统.张力检测采用响应快、频率高、性能好的接近开关，传感器采集的模拟量输入模块.同时，毛巾织机需要有两个张力检测的传感器.且当张力过大或者过小时必须有限位开关保证其安全运行，限位开关采用接近开关.当毛巾织机在运行时，它的位置由装在主轴上的光电编码器检测.由此确定张力检测接近开关在一个起毛周期内的信号采样时间.采集的信号通过A/D转换模块输入计算机，经过PID调节控制，再经过D/A模块转换，输出数字信号控制送经电机的运行.送经电机通过蜗轮蜗杆传动到经轴上.通过对送经速度的控制达到对张力的自动控制的目的，使得经纱张力能够尽量控制在一个恒定的值.当张力过大或者过小超过安全范围时，张力限位开关会发出信号给计算机，计算机接到报警信号会让织机立即停机.电子送经张力控制系统如图1所示. 送经和卷取系统一般可以采用步进马达、变频控制、伺服控制等三种系统.由于织机的转速高、纬密变化量大、送经量变化频繁，所以要求系统的响应速度就要快.伺服系统由于其具有高效率的驱动性能、良好的控制特性，特别适合高档的先进的毛巾织机上的应用［5］.所以选用伺服控制系统作为张力控制系统的执行机构.图1 电子送经系统框图3 经纱张力控制系统的软件设计系统软件设计主要是主程序下面的纬密控制模块和送经控制模块，这两个模块是一个有机的整体.电子送经和电子卷取在织机运行过程中是一个动态的时刻变动的过程，随着经轴的直径变换送经电机为了保证送经量的稳定需要变化，织物组织从平布到起毛毛经的送经量也是变化的，织物的纬密变化时送经和卷取的速度也是变化的.3.1 卷取控制系统卷取电机的速度主要取决于纬密，纬密信号是通过工艺设计的纬密信号的纬密量Pi.卷取电机的转速n2可由式(1)计算，但手动织口时卷取电机的转速除外.式中 Pi为纬密量，纬/cm;i为当前的纬密序号，当Pi=0时为停卷;D0为卷取辊直径，mm;ΔD0为卷取辊直径修正值，mm;R为卷取速比，本实验速比为795;n1为检测到的实际车速，r/min;当织机正常运行时，主机转过一转卷取电机转过的角度Φ计算如式(2).若卷取电机的转角与计算结果不符，应对卷取电机的转角进行修正.注意改变纬密时应在主轴50°以后改变，且确保每一次改变纬密时主轴的度数相同.点动时卷取电机转过的角度计算如式(3).这样卷取的动作稍迟后于点动的动作，但可以累计.式中Φ1为剪刀轴上光电编码器转过的角度(°).各种停车信号从主电机断电的时刻开始记录剪刀轴转过的角度φ1，直到光电编码器角度不再发生变化为止.根据主电机的速度值，由计算机和伺服控制系统精确快速地控制卷取电机的速度.纬密量是由事先依据工艺要求在工艺编程上输入，并可依据工艺任意调节纬密. 3.2 送经控制系统电子送经根据在织造过程中轴的大小不同，经纱初始设定张力不同，平布和起毛的变化以及纬密的不同确定不同的送经量.在织造过程中再根据张力传感器所测定的实时张力进行微调.各工艺参数通过操作界面输入设定，工艺参数包括起毛高度、纬密值、经轴直径等，通过计算获得相应的初始送经量.电子送经后续的送经速度是根据检测经纱张力的接近开关在一个起毛周期内感应时间进行PID调节，获得一个数字量来控制送经伺服系统的工作.实际使用当中采样周期是织机的一个完整的起毛周期，张力采样值选用一周内检测接近开关感应的时间.PID调节算法为式中 Dk为数字量，通过D/A转换为模拟量输出值，输出到伺服系统控制送经马达运行;DK－I为上一次输出值;ek为第K次采样所获得的偏差数;Δek为本次采样和上次采样值偏差之差;KP为比例系数;Ki为积分系数;Kd为微分系数;图2 毛巾织机电子原理图由于系统是一个小惯性环节，反应较灵敏，所以Ki，Kd值选用宜小.PID计算得到的Dk值，通过D/A转换器得到模拟量，控制伺服系统运行.当计算机检测到经轴张力限位开关的保护信号时，控制织机停车，并发出张力异常报警.图2为毛巾剑杆织机的电子送经的原理图，它反映了一个周期内如何采样.织机正常运行时送经电机的转速n3的计算为其中 Pi为纬密，纬/cm;R2是送经速比;n1是实际车速，r/min;D2是初始的经轴直径，cm;S是布面移动量，cm.运行过程中检测张力和设定张力比较后再确定增减送经电机转速，并记录其转速以备下一个周期用，一个周期即为一个起毛周期T(纬).图3是电子送经的软件流程图，先送一个伺服电机的送经量，等到检测到零位时PID运算输出一个送经量以备下一次用.图3 电子送经软件流程图4 结束语本系统完全改变了传统的送经卷取方式，做到了电子送经和电子卷取，能够可靠地在同一织物中采用不同纬密，实时快速地把张力调整到目标值，在现实使用中稳定可靠.用电子送经和电子卷取替代机械送经卷取是毛巾织机的发展方向，随着电子技术的发展，更多的先进电子技术会应用到新型织机当中，使我们的织造设备能够不断进步完善.参考文献:【相关文献】［1］陈元甫.织机工艺与设备［M］.北京:纺织工业出版社，1984.［2］陈明.新型织机［M］.上海:中国纺织大学出版社，1999.［3］胡凤霞，郭小宝，张键，等.GA799-Ⅰ型毛巾剑杆织机送经机构的改进［J］.纺织学报，2007，8(4):107-110.［4］吕盈盈.SP251型毛巾剑杆织机的消化吸收和改进［J］.棉纺织技术，1991，19(3):136-139. ［5］何志忠.计算机控制技术［M］.北京:清华大学出版社，1999.。

剑杆织机原理

把引入梭口的纬纱推向织口，形成织物。
送经机构
把经纱从织轴上退解下来，并均匀地送到梭口内，以供编织。
卷取机构
把已织好的织物引离织物形成区，卷成一定的卷装。
工作原理简介
• 剑杆织机的工作原理是，通过一系列机械传动和控制系统的作用，使经纱和纬纱在交织过程中形成织物。具体来说，开口机构将经纱分开形成梭口，引纬机构将纬纱引入梭口，打纬机构将纬纱推向织口形成织物，送经机构和卷取机构则分别负责经纱的送进和织物的引出。在这个过程中，剑杆作为引纬器的重要部件，起到了带动纬纱运动的作用。
03
剑杆织机引纬过程分析
引纬方式分类及特点
刚性剑杆引纬
利用刚性剑杆将纬纱从织机的一侧引入另一侧，剑杆在引纬过程中保持一定的刚性和稳定性，适用于高速、高密织造。
挠性剑杆引纬
采用挠性剑杆，在引纬过程中剑杆发生弯曲变形，以适应不同张力和密度的纬纱，适用于中低速、中低密度织造。
剑杆带引纬
通过剑杆带动引纬器进行引纬，引纬器在剑杆的带动下完成纬纱的引入和打纬动作，适用于多种织造工艺和品种。
引纬系统组成
引纬系统主要由剑杆、选纬器、张力装置等部件组成。选纬器根据织物花型选择相应的纬纱，张力装置确保纬纱在引入过程中保持适当的张力。
工作原理
在织造过程中，引纬系统按照预设的程序和时序工作。选纬器选择相应的纬纱后，剑杆抓住并引导纬纱穿越织口。同时，张力装置确保纬纱在引入过程中保持稳定的张力，以保证织物的质量和生产效率。
02
剑杆织机关键部件详解
剑杆结构与运动特性
剑杆结构
剑杆是剑杆织机的主要部件之一，通常由高强度钢制成，具有足够的刚度和耐磨性。剑杆的形状和尺寸根据织物的不同需求而设计。

MATLAB的毕业设计：前馈—反馈复合控制系统

前馈—反馈复合控制系统第一节前馈控制系统的组成在热工控制系统中，由于被控对象通常存在一定的纯滞后和容积滞后，因而从干扰产生到被调量发生变化需要一定的时间。

从偏差产生到调节器产生控制作用以及操纵量改变到被控量发生变化又要经过一定的时间，可见，这种反馈控制方案的本身决定了无法将干扰对被控量的影响克服在被控量偏离设定植之前，从而限制了这类控制系统控制质量的进一步提高。

考虑到偏差产生的直接原因是干扰作用的结果，如果直接按扰动而不是按偏差进行控制，也就是说，当干扰一出现调节器就直接根据检测到的干扰大小和方法按一定规律去控制。

由于干扰发生后被控量还未显示出变化之前，调节器就产生了控制作用，这在理论上就可以把偏差彻底消除。

按照这种理论构成的控制系统称为前馈控制系统，显然，前馈控制对于干扰的克服要比反馈控制系统及时的多。

从以上分析我们可以得出如下结论：若系统中的调节器能根据干扰作用的大小和方向就对被调介质进行控制来补偿干扰对被调量的影响，则这种控制就叫做前馈控制或扰动补偿。

前馈控制系统的工作原理可结合下面图1所示的换热器前馈控制进一步说明，图中虚线部分表示反馈控制系统。

一定。

当被加换热器是用蒸汽的热量加热排管中的料液，工艺上要求料液出口温度1热水流量发生变化时，若蒸汽两不发生变化，而要使出口温度保持不变，就必须在被加热水量发生变化的同时改变蒸汽量。

这就是一个前馈控制系统。

图中虚线所示是反馈控制的方法，这种方法没有前馈控制及时。

图1前馈控制系统的原理框图于图2所示。

图中，B k ：测量变送器的变送系数；DZ W (s)：干扰通道对象传递函数；D W (s)：控制通道对象传递函数；B W (s)：前馈控制装置或前馈调节器的传递函数。

第二节前馈控制系统的特点理想的情况下，针对某种扰动的前馈控制系统能够完全补偿因扰动而引起的对被调量的影响。

实现对干扰完全补偿的关键是确定前馈控制器（前馈调节器）的控制作用，显然B W (s)取决于对象控制通道和干扰通道的特性。

基于前馈-反馈控制的张力控制器设计

ＤｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅＴｅｎｓｉｌｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＢａｓｅｄｏｎＦｅｅｄ－ｆｏｒｗａｒｄａｎｄＦｅｅｄｂａｃｋＣｏｎｔｒｏｌ
ＺＨＯＵＺｈｉ — ｗｅｎ．ＷＡＮＧＸｉａｏ — ｙａｎ，ＷＵＴａｏ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｔｅｎｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｂａｓｅｄｏｎＤＳＰｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｏｆｓｐｅｅｄｃｈａｎｇｉｎｇｉｎｔｈｅｔｅｎｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＭｉｎｏｒｉｔｉｅｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＬａｎｚｈｏｕＧａｎｓｕ７３０１２４，Ｃｈｉｎａ）
ｐｒｏｖｅｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｉｓｃｏｒｒｅｃｔａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＤＳＰ；ｔｅｎｓｉｌｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；ｗｉｎｄｉｎｇｐｌａｔｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
Ｏ引言
卷绕式镀膜机是真空镀膜设备中占重要地位的真空应用设

新式机械反馈张力控制装置的设计

新式机械反馈张力控制装置的设计殷晓春;商克金【摘要】介绍了一种放线张力控制系统,该系统采用了偏心轮机械反馈装置,可以为被动放线装置提供稳定的张力控制.【期刊名称】《电线电缆》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】3页(P44-46)【关键词】放线张力控制;偏心轮;设计与应用【作者】殷晓春;商克金【作者单位】大连通信电缆有限公司,辽宁大连116021;大连通信电缆有限公司,辽宁大连116021【正文语种】中文【中图分类】TM205.20 引言放线设备是线缆生产设备中不可缺少的组成部分，而其中张力控制部分的性能是关系到生产能否正常进行及产品质量能否达到要求的重要因素之一。

放线设备从放线方式上分为主动放线和被动放线两种。

主动放线设备由于加入了驱动电机和控制系统，张力的控制精度可以做得较高，调节范围也较宽，但设备的制造及使用成本也相对较高;而被动放线设备由于没有上述电气部分，其制造和使用费用则远低于主动放线设备，虽然张力控制精度和调节范围不如主动放线设备，但大多数情况下是可以满足使用要求的，因此依然被广泛使用。

然而，现阶段常见的被动放线设备在使用中也存在一些限制和不足。

1 现有被动放线设备存在的问题张力控制装置是被动放线设备中的关键部分，从控制方式上分为有反馈和无反馈控制两种。

而有反馈的张力控制装置常见的又有摆臂滚筒式张力控制系统(见图1)和张力枪张力控制系统(见图2)两种。

刚好，上述三种张力控制方式的被动放线设备在我们公司都在使用。

而问题的起源是一台具有50个放线架的成缆机，它采用的是无反馈张力控制装置，工人在生产中需要间断性地调整刹车盘的松紧，操作繁琐而且经常造成线缆张力不均匀，由此可知，无反馈张力控制装置只能用于要求不高且放线盘不多的场合。

随着对产品质量要求的提高，这种放线张力控制装置已不能满足生产的需要，因此需要改进该成缆机放线架的张力控制装置。

带有机械反馈张力控制装置的被动放线系统能够避免上述问题。

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ｔｉｐｏｖｈｅｃｔｏｙｓｅ ’ ｅｆｒａｅＯｎｔｔｒｈａｄ，ｉｅｏｉｌｏｕｓｄｔｓｉａｅｔｅｌｓｔｍＳｐｒｏｍｎｃ．ｈｅｏｈｅｎｒｈｔｓｍｔｄｓａｓｅｏｅｔｍｔｈｅｄｉａｉａｉｎｈｉ
ｄｉｃｔ，ａｓｔｂｌａｏｇｌｗ・ａｓｆｌｅｓｃｏｓｎｏｌｅｉｅｈｉｈ—ｒｑｎｙｉａｎｄｒｄｉｆｕｌｙｕｉａｅａｌｏｐｓｔｒｉｈｅｆｒｆｔｒｎｇｔｇｆｅｕｅｃｓｇｌａａｏｍｏｉｅｎｉｉｈｎｎｎｓ．Ｗｈｉｅｉｅｌｔｎｈ
剑杆织机前馈一反馈张力控制系统的分析与设计
ｌ３７
文章编号：０６１５（０１０．１３０１０ —３５２１）４０７．５
剑杆织机前馈．馈张力控制系统的分析与设计反
宋亚男，徐荣华，王钦若
（东工业大学自广动化学院，广州５００１０６）
能；另一方面，采用频谱分析定周期＋相干平均法定信号的方法估计模拟低通滤波器前的周期性振动噪声，进行前馈补
偿，高控制性能。运用Ｍａｌ及仿真，证分析和设计有效性，为实际系统滤波器及控制器分析和设计提供依据。提ｔｂａ验并关键词：声学；前馈补偿；波器；张力控制；杆织机：动估计滤剑振
ｐｒｏｉａｗ— ｅｕｎｙｎｉｅｐｏｅｓｎｔｅｆｑｅｃｐｃｒｍｎｌｓｓｉｓｄｔｅｅｍｉｅｔｅｐｒｄｏｅｎｉｅａｄｅｄｃｌｏｆｑｅｃｏｓｒｃｓｉｇ，ｈｒｕｎｙｓｅｔｕａａｙｉｓｕｅｏｄｔｒｎｅｏｆｏｓｉｌｒｅｈｉｈｔｎｔｅｃｈｒｎａｅｏｓｄｔｂｉｅｓｇａ．ｅ，ｅｐｒｏｉａｉｒｔｎｎｉｅｂｈｎｅａａｏｗ— ａｓｆｌｒｈｏｅｅｔｎｍｔｄｉｕｅｏｏｔｎｔｉｎ１Ｔｈｎｔｅｄｃｌｂａｉｏｓｅｉｄｔｎｌｇｌｐｔｍｅｈｓａｈｈｉｖｏｈｏｓｉｅ
Ａｂｔａｔ：ｓｄｏｈｎｌｓｓｏｏｓｏｒｅａｄｎｉｅｃａａｔｒｓｃａｉｒｌｏ ’ ｅｓｏ — ｏｔｏｙｔｍ，ｈｓｒｃＢａｅｎｔｅａａｙｉｆｎｉｅｓｕｃｎｏｓｈｒｃｅｉｔｓｉｒｐｅｍＳｔｎｉｎｃｎｒｌｓｓｅｔｅｉｎｏｄｓｎｍｅｏｆｔｅｃｎｒｌｓｒｃｕｅａｄｃｎｏｌｒｉｒｐｓｄＯｎｔｅｂｅｏｅｃｎｅｔｏｅｄｇｅｆｃｎｒｌｅｉｔｄｏｏｔｏｔｔｒｎｏｔｌｓｐｏｏｅ．ｈａｆｔｏｃｐｆｔｅｅｏｏｔｏｇｈｈｕｒｅｓｈｈｒ
中图分类号：Ｋ４１６Ｔ２３Ｔ２；Ｐ７
文献标识码：Ａ
Ｄ编码：０３６／ｉｎ１０ —３５２１．．１ＯＩ１．９．ｓ．６１５．０１４０９ｊｓ００４
ＡｎｌｓｓａｄＤｅｉｎｏｐｅｏ ’ ｅｆｒｒｎｅｂｃａｙｉｎｓｇｆＲａｉｒＬｏｍＳＦｅｄｏｗａｄａｄＦｅｄａｋ
摘要：在分析剑杆织机张力控制中噪声源及噪声特性的基础上，出控制结构和控制器的设计方法，提选择合适的
模拟低通滤波器，检测通道的高频振动信号和随机噪声进行滤波。针对周期性低频振动噪声，方面，用频谱分对一采析定周期＋干平均法定信号的方法估计模拟低通滤波器后的周期性振动噪声，在反馈通道进行补偿，高控制性相并提
ｃｎｂｓｉｔｄＢａｅｎｔｅｅｔａｉｎｏｅｎｉｅａｄｇｔｌｌｒｎｅｄａｋｃｍｐｎａｉｎａｅｄｓｇｅｎｍｐｏｅａｅｅｔｍａｅ．ｓｄｏｓｉｔｆｈｏｓ，ｉｉｔｄｆｅｂｃｏｅｓｔｏｒｅｉｄａｄｅｌｙｄｈｍｏｔａｆｅａｉｎ
ＴｎｉｎＣｏｔｏｙｔｍ１ｓｏｎｒｌｓｅ１ｅＳ
ＳＮＧａｎｎＸＵｎ－ｕ，ＷＡＮＧｎｒｏＯＹ－ａ，ＲｏｇｈａＱｉ－ｕ
（ｏｌｅｏＡｕｏｔｎｕｎｄｎｉｅｓｙｏｃｎｌｇ；Ｇａｇｈｕ５０，ＣｉａＣｌｇｆｔｍａｏ，Ｇａｇｏｇｖｒｉｆｅｈｏｏｙｕｎｚｏ０６ｈｎ）ｅｉＵｎｔＴ１０