全电动式工业平缝机多电机同步控制方法研究

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工业平缝机是服装加工业中使用最为频繁的机种。研究开发自动化程度高、缝纫质量可靠和技术先进的工业平缝机,对整个服装加工产业的发展具有一定的推动作用。  本文在研究工业平缝机的机械传动结构及存在的问题的基础上,将传统工业平缝机的机械同步传动方式改为全电动传动方式,重点对多电机同步控制方法进行研究,为实现多电机同步控制技术在工业平缝机上的应用打下基础。  论文首先介绍了传统工业平缝机的结构特点,设计了工业平缝机全电动式传动机构方案,探讨了常用的几种多电机同步控制方法,在比较其优缺点的基础上,设计了全电动式工业平缝机电机同步控制系统总体方案,并简要介绍了工业平缝机的驱动电机种类和特点,选择无刷直流电机作为驱动单元。  其次,深入研究了PID控制和模糊控制的原理及其控制器的设计要求;分析了无刷直流电机的工作原理,并建立其数学模型。利用Matlab/Simulink建立无刷直流电机控制系统的仿真模型和自整定模糊PI控制器仿真模型。在此基础上,结合偏差耦合同步控制方式,完成了基于模糊PI的偏差耦合同步控制系统建模与仿真。仿真结果表明,加入模糊PI补偿环节,可以较好地改善偏差耦合同步控制系统的同步性能。  最后,设计并搭建了三电机同步控制系统实验平台,选择TMS320F28335 DSP作为主控芯片,设计了实验系统的各个组成模块,为实验提供了硬件保障。借助TI公司的CCStudio软件完成了三电机同步控制系统的程序设计,编程实现多电机同步控制算法。利用LabVIEW编写了上位机控制界面程序,实现了电机转速实时显示和在线监测,完成了多电机同步控制算法的验证实验。实验结果表明,加入模糊PI补偿环节的偏差耦合同步控制算法,可以较好地改善系统的同步性能。  
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