王婷 杨军 王波 张鹏

摘 要：为了进一步优化纺织整纬机在多工况、大惯性下的精确作业能力，本文基于模糊PID控制算法研究其运动控制方法，包括数据采集、系统辨识、控制设计、软件在环（SIL）测试及硬件在环（HIL）测试的五个步骤。控制设计中的核心技术是模糊控制算法，具体包括：模糊化、模糊规则、模糊推理、清晰化四步。软件在环及硬件在环测试表明本文方法的适应性与稳定性更高。

关键词：模糊PID;运动控制;纺织整纬机;SIL测试;HIL测试

纺织整纬机是纺织机械中用于纠正纬线的机器，具体而言：在加工布料时，整纬机能够自动检测纬纱的倾斜角度及方向，有效纠正织物在生产过程中产生的纬斜、纬弧，提高织物质量。整纬机的运动控制技术是其核心技术。传统运动控制方法常采用PID控制算法，然而随着整纬机结构系统复杂多变，在不同工况下具有不同的系统传递函数，所述不同工况指辊子的转速变化以及布料的宽度、软硬程度变化等不同工作状况，以及整纬机的结构系统惯性较大，很难达到快速的响应，导致传统的PID控制算法很难适应多工况、大惯性下的运动控制要求，仍然需要进一步改进。模糊PID控制作为一种非线性控制技术，无须精确知道系统模型，既有系统化的理论，又有实际应用案例，能够根据外界的扰动变化实时优化PID控制参数，可应用于整纬机的实时运动控制。

1 纺织整纬机控制系统及原理

本文整纬机运动控制系统包括视觉采集器、控制器和执行机构，其中控制器包括图像处理模块和运动控制模块;执行机构包括伺服电机和通过伺服电机驱动的机械结构;视觉采集器和伺服电机均与控制器电连接。……