曹薇

摘 要：纱线卷绕系统具有不确定性及时变性、纱线卷绕张力值小的特点，导致纱线卷绕张力波动大，控制精度不高等问题。为此，提出了一种卷绕系统恒张力模糊控制策略，理论推导了系统的控制模型，设计了模糊自适应控制器，并最后进行了仿真与实验。结果表明：模糊自适应PD控制器具有良好的鲁棒性，突发干扰信号下，调节时间大约为15 ms；在目标张力值8 cN时，实际张力测试误差变化范围为-0.2～0.3 cN，误差小，达到了较理想的控制效果。

关键词：卷绕系统；张力控制；模糊控制；PID控制器；纱线

中图分类号：TS103.7；TP29

文献标志码：A

文章编号：1009-265X（2018）02-0080-05

Research on Fuzzy Control Strategy of Constant Tension for Yarn Winding System

CAO Wei

（Department of Automation engineering， Guangdong Technical college of waterResource and Electric Engineering， Guangzhou 510925， China）

Abstract：The yarn winding system has the characteristics of uncertainty， time variation and small tension value， and these lead to large fluctuation of yarn winding tension and low control precision. To this end， this paper presented a fuzzy control strategy of constant tension for the winding system， and theoretically derived the control model of the system. Meanwhile， a fuzzy adaptive controller was designed， and finally simulation and experiment were carried out. The results show that the fuzzy adaptive PD controller has good robustness， and the adjusting time is about 15 ms under sudden interference signal. When the target tension value is 8 cN， the error variation range of the actual tension test error is -0.2～0.3 cN. The error is small， and the ideal control effect is achieved.

Key words：winding system； tension control； fuzzy control； PID controller； yarn

紡纱机的卷绕系统主要由卷绕机构和横动机构组成，横动机构实现导纱器来回摆动排线，卷绕机构实现滚筒连续转动绕线[1-2]。纱线卷绕过程中，其卷绕张力通过卷绕电机速度和横动电机的速度差来控制，张力大小值依靠高精度张力传感器感知，如果卷绕电机速度大于横动电机速度，则纱线被张紧；如果横动电机速度大于卷绕电机速度，则纱线松弛。纱线卷绕张力大小直接关系纱线成品质量，如果卷绕张力过大，则纱线易被挣断，断头率多；反之如果纱线卷绕张力过小，则纱线松弛，容易脱圈，所以纱线卷绕张力最好保持恒定[3-4]。影响纱线卷绕张力的因素主要有两方面：一方面由于纱线卷绕系统的不确定性与时变性，使得传统的张力控制方法难以满足要求，另一方面，由于纱线卷绕本身所需的张力值小，这又对控制精度提出了更高的要求。……