冷轧堆染色机张力控制系统设计与实现

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1、学校代码：10255学号：2160759东华大学冷轧堆染色机张力控制系统设计与实现DESIGNANDIMPLEMENTATIONOFTENSIONCONTROLSYSYTEMFORCOLDPADBATCHDYEINGMACHINE作者姓名：陶波专业名称：机械工程导师姓名：陈慧敏副教授校外导师：王巍高级工程师答辩日期：2018年10月21日东华大学陶波硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名职称职务工作单位备注高级上海置道液压控制周惠友答辩委员会主席工程师技术有限公司周传宏教授答辩委员会委员上海大学胡俊教授答辩委员会委员东华大学陈晓川教授答辩委员会委员东华大学高级王永兴答辩委员会委员东

2、华大学实验师周申华实验师答辩委员会秘书东华大学东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本

3、学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日东华大学硕士学位论文摘要冷轧堆染色机张力控制系统设计与实现摘要针织物具有柔软、透气等特点，在服装行业得到了广泛使用。染色是针织物重要的加工步骤之一，而冷轧堆染色工艺具有能耗污染小、工艺流程短、生产效率高等优点，在染整加工中占据着重要的地位。针织物对张力敏感，冷轧堆染色机作为针织物染色设备，其张力控制系统的好坏直接影响到针织物的染色质量，尤其是在收卷时若张力控制不当，

4、堆置后针织物易产生缝头印或褶皱，会直接导致染色色差。本文的研究内容是冷轧堆染色机的张力控制系统，主要包括以下几部分内容：(1)分析冷轧堆染色机的工作流程，根据冷轧堆染色各工序中针织物对张力的不同要求，建立分布式张力控制系统方案，并对引起张力波动的主要因素进行简要的分析。(2)选用模糊自适应PID控制算法对张力加以控制，以提高冷轧堆染色机张力控制系统的性能，并对模糊控制器进行了详细的设计。基于simulink分别对恒张力传输系统进行了仿真实验来对比常规PID控制算法和模糊自适应PID控制算法的优劣，结果表明采用模糊自适应PID算法具有更好的张力控制效果。(3)针对针织物对张力敏感

5、，采用恒张力收卷方式易产生缝头印而引起染色色差的问题，引入幂函数变张力收卷方式以降低收卷时缝头印及褶皱的产生。确定了幂函数变张力收卷的张力控制策略，并进行幂函数变张力收卷张力控制系统仿真实验，仿真实验结果表明在收卷的开始阶段张力会出现剧烈波动，随着收卷层数的增加，收卷张力逐渐趋于稳定。(4)搭建了针织物收卷张力控制实验装置，通过实验验证了模糊自适应PID控制算法能够提高张力控制系统的性能、降低张力波动率。基于模糊自适应PID控制算法进行了针织物恒张力收卷实验和幂函数变张力收卷实验，结果表明针织物按照幂函数变张力收卷能够有效避免卷层内部出现褶皱。(5)基于Labview开发环境设

6、计了冷轧堆染色机张力控制系统界面，利用OPC标准通信接口实现了Labview与PLC的通信。最后对冷轧堆染色机张力控制系统进行了测试，结果表明本张力控制系统基本能够满足冷轧堆染色工艺要求。关键词：冷轧堆染色；张力控制；模糊PID；变张力收卷I东华大学硕士学位论文ABSTRACTDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFTENSIONCONTROLSYSYTEMFORCOLDPADBATCHDYEINGMACHINEABSTRACTKnittedfabricsarewidelyusedingarmentindustryduetotheircharacteristicsof

7、softnessandbreathability.Dyeingisoneoftheimportantprocessingstepsofknittedfabrics.Theadvantagesofcoldpad-batchdyeingprocesscontainslowenergyconsumption,shortprocessflowandhighproductionefficiency,andoccupiesanimportantpartinthedyeingandfinishingpro