基于cortex-m3的梳棉机自调匀整控制系统的设计与实现

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1、摘要自调匀整装置在纺纱工业控制中扮演着重要的角色，是梳棉机重要的组成部分。在复杂的纺织工程中，如果梳棉机输出的棉条粗细不匀或者重量不匀，将会影响梳棉后序环节纺织产品的质量。为保证梳棉机的产量，提高输出棉条的匀整度，应当采用可靠而又稳定的自调匀整装置。自调匀整装置的关键技术是匀整控制方式，常见的控制方式分为开环控制、闭环控制和混合环控制。本文根据梳棉机系统的数学模型，针对不同的匀整控制方式分类进行理论分析与建模。通过各种方式的对比确定了采用混合环控制方式，并对其数学模型进行了仿真。国内梳棉机自调匀整控制系统多采用8位或者16位的处理器，由于处理器系统集成度较低，在设计时还

2、需要外扩多个外设，处理性能较低而且成本较高。本设计采用基于Cortex．M3内核的32位高性能处理器STM32F103RCT6，这款芯片提供了正交编码器接口方便对电机转速的采集。本文主要将梳棉机匀整控制的不同方式进行了对比，选择了匀整控制效果较好的混合环控制方式。针对这种控制方式使用PID调节，并进行了系统仿真，优化了调节系数，提高了匀整效果。最终将这种控制算法由软件编程实现，并进行了系统调试。关键词：梳棉机；自调匀整；Cortex-M3；混合环控制AbstractIIllllllllllIIllJllllllII}Y2589263Theautolevellerdevi

3、ceplaysacriticalroleinthecontrollingtheoriesoftextileindustry,anditisthemostimportantpartofcardingmachine．Inthecomplicatedtextileprocess．ifthecrosssectionortheweightofcardedsliverisuneven，itwillaffectthequalityofthetextileproductinthefollowingprocedure．Inordertoensuretheyieldofcardingpro

4、cess，aswellastoimprovetheuniformityofsliver，highperformanceandstabilizedautolevelleroughttobeadoptincardingmachine．ThecontrolmethodiSthecriticaltechnologyoftheautoleveller,andthewidelyusedcontrolincludeopenloopcontrol，closeloopcontrolandmixedloopcontr01．Tllispapermakesthetheoreticalanaly

5、sisandestablishesappropriatemodeltothosecontrolmethod．onthebaseofmathematicalmodelofcardingmachine．Aftercomparingthosecontrolmethod，wedeterminetoadoptthemixedloopcontrol，andrealizethesimulationofthemathematicalmodel．MostdomesticcardingautolevelcontrolsystemiSusing8-bitor16．bitprocessor．H

6、oweverduetothesystemintegrationdegreeofthoseprocessorsisrelativelylow,wehavetoprovideextraperipheralequipmentwhendesigningthehardware．T11iswillleadtopoorprocessingperformanceandhigh—cost．Inthispaper,weuseahighperformanceprocessorSTM32RCT6．whichisbasedonCortex．M3kemelandprovidedanencodein

7、terface．Tllispapermakesthetheoreticalanalysisandestablishesappropriatemodeltothosecontrolmethod．onthebaseofmathematicalmodelofcardingmachine．Aftercomparingthosecontrolmethod．wedeterminetoadoptthemixedloopcontrol，andrealizethesimulationofthemathematicalmodel．Inthisthesis．w