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本论文在对成卷机棉卷的渐增压系统进行分析研究的基础之上,设计出了一种新型的基于电液比例控制技术的成卷机棉卷渐增压机构,并给出了相应的控制电路和控制算法以及采用两种不同的控制方式从开环与闭环两个方面分别做了充分的研究,而从理论与实验的角度对控制系统进行了分析和论证。本论文进行的主要工作及取得的主要结论如下所示:(1)对目前现行的机械式和气动式成卷机棉卷的渐增压机构进行了分析研究。通过分析得出以下要点:1)机械式渐增压机构工作稳定,但是压力调节特性差、控制精度较低,随棉卷直径的增大,压力逐渐变小。2)气动式成卷机棉卷渐增压机构采用了机械式压力阀和渐增压阀,同时还需要配置相应的空气压缩机,通过对阀口的开度控制使棉卷压力得到控制,但是气体的压缩性很大,工作过程中压力及其不稳定,这样就使得棉卷成卷质量难以保证,同时生产与制造相应的阀需要的成本也很高。(2)从力学的角度对渐增压机构进行了分析研究,推导出了棉卷的受压计算公式。借助matlab软件绘制出了棉卷成卷过程中的压力变化曲线,定量的给出随着棉卷厚度变化时渐增压机构应施加的相应的压力。最后,综合分析比较了电液比例技术和电液伺服技术的优缺点,在经过全面的考虑后设计出了一套基于电液比例技术的成卷机棉卷的渐增压机构。(3)建立了渐增压系统的数学模型,从理论上分析了溢流阀、液压缸等的选型对系统稳定性的影响;采用Matlab软件中的Simulink工具箱对数学模型进行仿真分析,通过研究时域响应特性和频域响应特性对系统稳定性进行了判断。结合理论分析、仿真计算和参数查询,可以得出以下的结论:1)渐增压系统液压回路的响应特性可近似为二阶系统,系统的稳定时间随阻尼比ζ变化而发生变化,当液压缸阻尼比ζ=1.5时系统能在最短时间内达到稳定。2)从理论上可以看出:本文所设计的渐增压系统上升时间是0.026S,峰值时间是0.046S,稳定时间是0.26S,最大超调量是25%。从仿真的数据可以表明系统具有较快的响应速度和较好的稳定性。(4)对PID控制算法与控制原理进行了分析,选择了增量式PID算法作为系统的控制算法。采用经验试凑整定法反复实验后得出了最佳的PID控制参数。实验表明:在KP=2.6、TI=7.3、TD=8.2时系统能在最短的时间内达到稳定的状态。(5)从实验的角度对整个的系统进行了分析与论证。首先对实验台进行了分析,从理论上分析与计算给出了预期的数值,通过开环控制实验对离散采取的20组数据进行分析,通过观察和记录实验数据,本次实验共采样记录了6组实验数据,对这六组数据进行分析并且选择了最为接近理论的数据为本次实验所测得的数据,在采样记录的20组数据中,真实值和理论值之间最大的绝对误差仅是0.08MPa、最大的相对误差仅是4.02%,实际测得的成卷机棉卷渐增压的压力与位移曲线与理论的压力与位移曲线基本一致。然后闭环的控制过程是用Labview软件配合相对应的数据采集卡进行采集实验数据,最后对实验结果进行了分析,从本次的实验数据可以看出:在部分抽样的18组数据中,真实值和理论值之间最大的绝对误差仅是0.04MPa、最大的相对误差仅是2.12%,而且实际测得的成卷机棉卷渐增压的压力与位移曲线与理论的压力与位移曲线相近似。在本次实验系统中,管路的沿程压力损失和局部的压力损失以及系统中的流量损失,这一切的因素都将会导致该液压系统输出的实际压力值较理论值偏小,这主要是由于实际测量中有一定的干扰存在,它的总体变化趋势与理论值基本近似。结果表明:第三章所建立的系统数学模型是正确的,说明基于电液比例控制的成卷机棉卷渐增压系统具有控制精度高、体积小、加压稳定的优点。通过分析研究和实验,说明基于电液比例控制的成卷机棉卷渐增压机构能满足保持棉卷承受压力恒定的要求。本课题成果有利于使我国纺织工业的自动化水平得到明显的提高,而且对优化产品的质量、降低生产的成本有着重要的意义。另一方面,电液比例控制成卷机棉卷渐增压系统是一个集机械、电子、液压技术于一体的自动化控制系统,具有一定的学术研究价值,可以作为我国纺织机械的技术储备。