Введение к работе
-3-
Актуальность проблемы. Одной из основных задач текстильного производства является уменьшение количества обрывов волокнистого материала на различных переходах прядильного процесса /4/. Данная проблема, в основном, решается путем,применения систем выравнивания, которые позволяют значительно снизить неровноту продукта (ленты, ровницы, пряжи), а следовательно и уменьшить его обрывность.
Управление линейной плотностью (ЛП) текстильного продукта является зффективішм средством выравнивания и уменьшения значения градиента неровноты /61. Широко распространены системы управлення ЛП в прядильном производстве (на ленточных и чесальных машинах), где большое число технологических переходов определяется, в первую очередь, высокими требованиями к неровноте продукта. В хлопкопрядении применение систем управления ЛП началось в связи с внедрением бесхолстового питания, при котором возникает заметный дрейф среднего значения ЛП. Подавляющее большинство известных в прядении таких систем - это системы управления вытяжными приборами (ВП).
На основании вышесказанного актуальность темы диссертационной работы связана с разработкой электротехнической системы управления (ЭСУ) ЛП текстильного продукта, позволяющей обеспечивать выравнивание в широком диапазоне частот колебания ЛП за счет использования комбинированной структуры, применения микропроцессорной техники, шаговых двигателей (ШД) в приводе ВП, а также повышения точности и быстродействия разрабатываемой системы, путем использования усовершенствованных цифровых алгоритмов управления и инфракрасных (ИК) оптозлектрошіьіх преобразователей (ОЭП) ЛП волокнистого материала.
Тематика работы соответствует планам научно-исследовательских
работ кафедры автоматики и промышленной электроники МГТА им.
А.Н. Косыгина. Работа проводилась в соответствии с госбюджетной те
мой: "Комплексная автоматизация процессов текстильной технологии
до 2000 года". /
Цель и задачи работы. Целью данной диссертационной работы является разработка научно-обоснованных рекомендаций по исследованию и созданию ЭСУ ЛП текстильного продукта на основе микропроцессорного комплекта, а также разработка математического аппарата и программ для анализа и синтеза системы и программного обеспечения для функционирования самой системы.
Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие' задачи:
1. Анализ особенностей технологического процесса вытягивания. Исследование существующих математических моделей ВП. На основе анализа динамических свойств процесса выработка рекомендации по проектированию ЭСУ ЛП волокнистого материала.
2. Анализ существующих, а также разработка новых функциональных схем систем контроля и управления ЛП текстильного продукта. Проведение качественного анализа систем управления ЛП, соответствующих различным структурным схемам.
-
Разработка оптимальной системы привода ВП. Анализ динамических свойств привода ВП на основе ШД.
-
Разработка математического аппарата для синтеза регуляторов ЭСУ ЛП. Синтез регуляторов разомкнутого и замкнутого контуров комбинированной ЭСУ ЛП волокнистого материала. Разработка математического и программного обеспечения для функционирования ЭСУ ЛП.
На защиту выносятся:
-
Научные положения разработки ЭСУ ЛП текстильного продукта.
-
Математическая модель системы, реализующая функционирование ЭСУ ЛП согласно комбинированной структуре.
-
Алгоритмы управления разомкнутым и замкнутым контурами комбинированной ЭСУ ЛП.
4. Результаты экспериментально-теоретического моделирования.
Методяка проведения исследований. Работа содержит теоретичен
ские и экспериментальные исследования, проведенные современными математическими и инструментальными методами. Синтез дискретных элементов системы управления проводился на основе теории цифровых систем автоматического управления. Моделирование и обработка данных исследований, расчеты при синтезе и анализе ЭСУ ЛП производились на ЭВМ, для чего были разработаны необходимые программы.
Научная новизна работы: состоит в теоретическом и схемотехническом обосновании и разработке ЭСУ ЛП с использованием ШД в качестве исполнительных механизмов ВП; разработке ЭСУ ЛП согласно комбинированной структуре, на основе ОЭП. ЛП; представлении соответствующих алгоритмов и программного обеспечения.
Достоверность результатов работы подтверждается совпадением
теоретических и экспериментальных исследований методом математиче
ского моделирования, а также результатами испытаний ИК ОЭП ЛП на
АТПП "Болшевский текстиль". Научные решения диссертации строго
обоснованы и аргументированы в рамках принятых автором допуще
ний, теоретические положения и' экспериментальные выводы много
кратно уточнялись. .
Практнческая ценность работы состоит в уменьшении неровноты ЛП текстильного продукта. Результаты работы могут быть использованы при разработке ленточных и чесальных машин с использованием систем автоматического выравнивания ЛП, а также в учебном процессе и методических пособиях для студентов.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы обсуждены и получили положительную оценку на Всероссийских научно-технических конференциях, на научных конференциях профессорско-преподавательского состава МГТА им. А.Н.Косыгина, проходивших в 1995-1997 годах.
Публикации. По вопросам, связанным с диссертацией, опубликовано 11 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов по главам и общих выводов, списка используемой литературы из 60 наименований и 5 приложений. Работа изложена на 113 страницах машинописного текста, содержит 3 таблицы, 34 иллюстрации.
