Разработка и исследование электротехнической системы управления линейной плотностью волокнистого текстильного материала тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат технических наук Ермаков, Александр Алексеевич

• Ермаков, Александр Алексеевич
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ермаков, Александр Алексеевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВЫТЯГИВАНИЯ. УТОЧНЕННАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВЫТЯЖНОГО ПРИБОРА.

1.1. Анализ процесса вытягивания волокнистого продукта

1.2. Стационарная модель вытяжного прибора

1.3. Математическая модель вытяжного прибора с учетом динамических свойств

ВЫВОДЫ

ГЛАВА II. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННО - ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КАНАЛА ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЛИНЕЙНОЙ ПЛОТНОСТЬЮ.

2.1.Анализ функциональных задач обработки информации и методов измерения линейной плотности волокнистого материала

2.2.Анализ методов и средств коррекции погрешностей оптоэлектрон-ного метода измерения линейной плотности

2.3.Разработка эффективной структуры измерительного канала электротехнической системы управления линейной плотностью

2.4.Анализ особенностей организации обмена информацией в измерительном канале электротехнической системы управления линейной плотностью и разработка интерфейса

ВЫВОДЫ

ГЛАВА III. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИВОДА ВЫТЯЖНОГО ПРИБОРА В ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ ЛИНЕЙНОЙ ПЛОТНОСТЬЮ.

3.1. Анализ известных систем привода вытяжного прибора

3.2. Разработка принципиальных электронных схем управления шаговым двигателем

3.3. Особенности пусковых характеристик шагового двигателя в приводе вытяжного прибора

3.4. Математическая модель системы привода вытяжного прибора на основе шагового двигателя

ВЫВОДЫ

ГЛАВА IV. ПРОГРАММНАЯ И ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЛИНЕЙНОЙ ПЛОТНОСТЬЮ.

4.1. Состояние и перспективы развития систем управления линейной плотностью

4.2. Разработка структурных и функциональных схем электротехнической системы управления линейной плотностью

4.3. Синтез динамического компенсатора электротехнической системы управления линейной плотностью комбинированной структуры

4.4. Разработка и оценка выравнивающей способности регулятора замкнутого контура в электротехнической системе управления ли-

нейной плотностью

ВЫВОДЫ

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование электротехнической системы управления линейной плотностью волокнистого текстильного материала»

-4-ВВЕДЕНИЕ

Комплексная автоматизация, разработка систем управления (СУ) технологическим процессом является основным направлением повышения эффективности текстильной промышленности. Это направление особенно актуально для отечественного производства, испытывающего серьезные трудности в конкуренции с высококачественной продукцией зарубежных текстильных предприятий.

Исторически сложилась ситуация, когда средства управления технологическим процессом текстильного производства создавались для существующего оборудования в виде автономных устройств, расширяющих функции и улучшающих характеристики, но не изменяющих, сколько нибудь радикально его облик.

Характерная черта таких устройств - определенная факультативность их использования (оборудование может использоваться и при отключенных локальных СУ). Значительных успехов в разработке и создании локальных СУ с применением микропроцессорных устройств (МПУ) достигли западноевропейские фирмы. В большинстве случаев фирмы при разработке текстильного оборудования на основе МПУ учитывают эргономические требования к СУ, делая МПУ вполне доступными для лиц, не имеющих специальной подготовки в области вычислительной техники (принцип прозрачности пользователя). Но очень сложно внедрять импортное компьютеризованное оборудование в условиях отечественного производства.

Таким образом, актуальной задачей является разработка СУ на основе МПУ, позволяющих с большей гибкостью подстраиваться к существующему оборудованию текстильных предприятий.

Представляемая работа характеризуется следующим образом.

Актуальность проблемы. Одной из основных задач текстильного производства является уменьшение количества обрывов волокнистого материала на различных переходах прядильного процесса /44/. 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 эффективным средством выравнивания и уменьшения значения градиента неровноты /19/. Широко распространены СУ 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 СУ ЛП началось в связи с внедрением бесхолстового питания, при котором возникает заметный дрейф среднего значения ЛП. Подавляющее большинство известных в прядении таких систем - это СУ вытяжными приборами (ВП).

На основании вышесказанного актуальность темы диссертационной работы связана с разработкой электротехнической СУ (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 ЭСУ ЛП, путем использования усовершенствованных цифровых алгоритмов управления и инфракрасных (ИК) оптоэлектронных преобразователей (ОЭП) ЛП волокнистого материала.

Цель и задачи работы. Целью данной диссертационной работы является разработка научно-обоснованных рекомендаций по исследованию и проектированию 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 СУ ЛП текстильного продукта. Проведение качественного анализа СУ ЛП, соответствующих различным структурным схемам.

3. Разработка оптимальной системы привода ВП. Анализ динамических свойств привода ВП на основе ШД.

4. Разработка математического аппарата для синтеза регуляторов системы. Синтез регуляторов разомкнутого и замкнутого контуров комбинированной ЭСУ ЛП волокнистого материала. Разработка математического и программного обеспечения для функционирования ЭСУ ЛП.

На защиту выносятся:

1. Научные положения разработки ЭСУ ЛП текстильного продукта.

2. Математическая модель системы, реализующая функционирование ЭСУ ЛП согласно комбинированной структуре.

3. Алгоритмы управления разомкнутым и замкнутым контурами комбинированной ЭСУ ЛП.

4. Результаты экспериментально-теоретического моделирования.

Методика проведения исследований. Работа содержит экспериментальные и теоретические исследования, проведенные современными математическими и инструментальными методами. Синтез дискретных элементов ЭСУ ЛП 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 ИК ОЭП ЛП; представлении соответствующих алгоритмов и программного обеспечения.

Достоверность результатов работы подтверждается совпадением теоретических и экспериментальных исследований методом математического моделирования, а также результатами испытаний ИК ОЭП ЛП на АТПП "Болшевский текстиль". Научные решения диссертации строго обоснованы и аргументированы в рамках принятых автором допущений, теоретические положения и экспериментальные выводы многократно уточнялись.

Практическая 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.

Заключение диссертации по теме «Электротехнические комплексы и системы», Ермаков, Александр Алексеевич

ОБЩИБ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

Результаты выполненных исследований и разработок свидетельствуют о достижении поставленной цели диссертационной работы.

1. Рассмотрены особенности технологического процесса вытягивания. Приведена уточненная математическая модель ВП, учитывающая нестационарность и колебательность объекта управления.

2. Определены основные требования к разрабатываемой ЭСУ ЛП. Выявлена необходимость использования новейших разработок в области измерения ЛП, приводных механизмов ВП, а также управляющих алгоритмов при создании ЭСУ ЛП.

3. Разработана функциональная схема ИК ОЭП ЛП на основе МПУ в качестве измерительного канала ЭСУ ЛП. Рассмотрены особенности организации обмена информацией и интерфейса в ИК ОЭП ЛП.

4. Теоретически обоснована целесообразность использования ШД в качестве исполнительного устройства привода ВП в ЭСУ ЛП. Рассмотрены ПФ ШД, пусковые характеристики ШД в случае линейного и экспоненциального ускорения привода ВП.

5. Разработаны функциональные схемы ЭСУ ЛП согласно разомкнутой, замкнутой и комбинированной структурам, позволяющие корректировать режимы управления ИК ОЭП ЛП, производить измерение и управление ЛП.

6. Разработана структурная блок-схема ЭСУ ЛП комбинированной структуры, в соответствии с которой произведен синтез регуляторов разомкнутого и замкнутого контуров ЭСУ ЛП.

7. Практическим результатом проведенных разработок и исследований явилось изготовление лабораторных макетов микропроцессорного ИК ОЭП ЛП и ЭСУ ЛП на основе комбинированной структуры. Проведенное испытание опытного образца ЭСУ ЛП показало хорошую выравнивающую способность последнего как на коротких, так и на длинных отрезках волокнистого продукта (ленты).

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Ермаков, Александр Алексеевич, 1998 год

-99-ЛИТЕРАТУРА

1. Автоматюация производственных процессов текстильной промышленности / Под ред. Д.П.Петелина, Р.Бакмана, кн.1-5.-М.:Легпром-бытиздат, 1992-1995.

2. Автоматический контроль и регулирование развеса текстильных материалов. /Под ред. В.П.Хавкина - М.: Легкая индустрия, 1975.

3. Амплитуды периодических колебаний, вызванных эксцентрическим смещением верхних вытяжных валиков и их влияние на силу вытягивания - Пер. ct.:Foster G.A.R., Tyson А. из журн.:"1оигп. Text. Instr., -1956. - vol. 47, №7. - Р.385.

4. А. с. № 1758097 СССР. Устройство для контроля линейной плотности волокнистого материала/А.Б.Козлов, Л.П.Себина. - Опубл. 1992. Бил. №32.

5. A.c. № 4912978 СССР. Устройство для измерения линейной плотности волокнистых материалов/ И.В. Брякин, С.К. Мурзаев. - Опубл.

1989. Бил. №7.

6. Бусурин В.И., Носов Ю.Р. Волоконно-оптические датчики: Физические основы, вопросы расчета и применения. -М.; Энергоатомиздат,

1990.

7. Бусурин В.И., Семенов A.A., Удалов Н.П. Оптические и волоконно-оптические датчики// Квантовая электроника, 1985. т. 12, №5 С.901-944.

8. Варданян A.A. Исследование фотоэлектрического метода автоматического контроля развеса волокнистых полупродуктов: Дис. ...канд. техн. наук. -М., МТИ, 1972.

9. Васильев H.A. Вопросы теории прядения. Опыт применения методов математического анализа к технологическим процессам прядения: Сб. ст. /Под ред. Н.Власова, В.Казуитина, А.Брюхина.-М.-Л.: Гос. изд. лег. пром., 1932.

10. Вершинин O.E. Применение микропроцессоров для автоматизации технологических процессов. - Л.: Энергоатомиздат, Ленинградское отделение, 1986.

-10011. Винтер Ю.М. Исследование структурной и весовой неровноты продуктов, получаемых в результате гребнечесания и вытягивания: Дис. ...канд. техн. наук. - М.,МТИ, 1967.

12. Влияние скорости вытягивания на неровноту шерстяной пряжи - Пер. ст.: Plate D.E.A., Taylor D.S. из журн.: Text. Inst.-1960.-vol.58, №1.

13. Вышеславцев Г.Г. Исследование кинематики и динамики пневмомеханического регулятора ровноты ленты: Дис. ...канд. техн. наук.-М.,ВНИИЛтекмаш, 1970.

14. Динамика основных процессов прядения (гребнечесание и вытягивание)./ Гинзбург Л.Н. и др.-М.: Легкая индустрия, 1972.

15. Дьяконов В.П. Справочник по алгоритмам и программам на языке Бейсик для персональных ЭВМ: Справочник. -М.:Наука, 1989

16. Ермаков A.A. Система автоматического выравнивания на основе микропроцессорного преобразователя плотности волокнистого материала. //Известия вузов. Технология текстильной промышленности.-№6, 1996, С. 89-92.

17. Ермаков A.A., Козлов А.Б. Двухволновый оптоэлектронный преобразователь линейной плотности волокнистого материала, компенсирующий влияние влагосодержания на результат измерения.//Сборник трудов аспирантов. Выпуск 1.-М.,МГТА, 1998, С. 106-111.

18. Ермаков A.A., Козлов А.Б. Разработка и исследование привода вытяжного прибора электротехнической системы автоматического выравнивания линейной плотности.//Научная конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспиран-тов:Тез.докл. - М.:МГТА,1997, С.73.

19. Ермаков A.A., Лобко Д.В., Козлов А.Б. Микропроцессорная система управления линейной плотностью текстильного продуктам/Сборник научных трудов, выполненных по итогам конкурса грантов молодых ученых - М., МГТА, 1996, С.27-34.

20. Зотиков В.Е. Теория процесса вытягивания в хлопкопрядении, М., науч.-редакц. секц. НИТИ, 1933.

21. Изерман Р. Цифровые системы управления: Пер. с англ.-М.: Мир, 1984.

22. Ильин Э.Р. Разработка и исследование системы автоматического выравнивания развеса ленточных машин камвольного производства. - Дис. ...канд. техн. наук. -М., МТИ, 1969.

23. Кенио Т. Шаговые двигатели и их микропроцессорные системы управления: Пер. с англ.-М.: Энергоатомиздат, 1987.

24. Ковнер С.С. Математические методы исследования движения волокон в процессе вытягивания: Дисс. ...докт. техн. наук.-М., Гиз-легпром, 1957.

25. Козлов А.Б., Ермаков A.A. Микропроцессорная система снижения неравномерности показателей текстильного материала//Научная конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов: Материалы. - М.,МГТА, 1996, С.66-68.

26. Козлов А.Б., Ермаков A.A., Себина Л.П. Повышение эффективности работы вытяжных приборов с авторегулятором линейной плотности. //Веер, научн.- техн. конф. "Современные технологии текстильной промышленности": Тез. докл. - М.: МГТА, 1996, С.54-55.

27. Козлов А.Б., Себина Л.П., Ермаков A.A. Оптоэлектронные преобразователи в системах контроля параметров качества текстильных продуктов. //Вестник МГТА.- М.: МГТА, РИО, 1997, С.90-94.

28. Козлов А.Б., Себина Л.П. Структурные методы коррекции погрешности преобразователя линейной плотности волокнистого материалам/Известия вузов. Технология текстильной промышленности.-Х°2, 1992, С.79-82.

29. Мелик-Шахнозаров А. М. и др. Измерительные приборы со встроенными микропроцессорами.- М.: Энергоатомиздат, 1985.

30. Микропроцессорные средства производственных систем/ Алексеев В. Н. и др.; Под общ. ред. В. Г. Колосова. - Л.: Машиностроение, 1988.

31. Микропроцессорные системы автоматического управления/ Под ред. В.А.Бесекерского.-Л.Машиностроение, 1988.

32. Микропроцессорный инфракрасный оптоэлектронный преобразователь плотности волокнистого материала./ Козлов А.Б., Ермаков

А.А. и др. / Изв.вузов. Технология текстильной промышленности.- №2, 1995, С.107-110.

33. Микропроцессорный инфракрасный оптоэлектронный преобразователь плотности волокнистого материала./ Козлов А.Б., Ермаков A.A. и др. / Изв.вузов. Технология текстильной промышленности.- №4, 1995, С.95-98.

34. Молчанов A.C. Автоматическое управление вытяжными приборами при нестационарных режимах вытягивания текстильных волокон: Дис. ...канд. техн. наук. - М., МТИ, 1964.

35. Мухитдинов М., Мусаев Э.С. Оптические методы и устройства контроля влажности.- М.:Энергоатомиздат,1986.-96с.:ил.-(Б-ка по автоматике; Вып.662).

36. Немура A.A. Передаточные функции и структурные схемы систем автоматического выравнивания массы единицы длины текстильной ленты и ровницы, части I и И, Труды АН Литовской ССР, 1960.

37. Оптические полупроводниковые устройства, работающие в микрометровом диапазоне - Пер. CT.:Sakurai Teruo из журн.-.Fujitsu Sei. and TechnJ., - 1985. - vol.21, №1, 19-30.

38. Осьмин H.A. Применение методов статистической динамики к определению динамических характеристик вытяжного прибора как объекта автоматического регулирования: Дис. ...канд. техн. наук. - М., МТИ, 1967.

39. Патент Швейцарии №509569, кл.<301В, 17/00, опублик. 1971.

40. Проспект фирмы Rieter, ФРГ. Ленточная машина с регулированием RSB 51 (Тип 4120, патент Ingolstadt).

41. Проспект фирмы Savio, Италия. Ленточная машина с вращающимся фланцем SC400 (патент Savio/Cognetex).

42. Проспект фирмы Textima, ГДР. Ленточная машина с регулированием. Модель 1546.

43. Протасова В.А. Вопросы теории и практики процесса вытягивания: Автореф. дисс. ...докт. техн. наук. - М.,МТИ, 1973.

44. Разработка и исследование микропроцессорной системы автоматического выравнивания линейной плотности волокнистого материа-

ла./ Козлов А.Б., Ермаков A.A. и др. /Веер, научн.- техн. конф. "Современные технологии текстильной промышленности": Тез. докл. -М.: МГТА, 1995, С.28.

45. Севостьянов А.Г. Исследование неровноты, возникающей при смешивании текстильных волокон и при вытягивании продуктов прядения: Дис. ...докт. техн. наук. - М.,МТИ, 1960.

46. Севостьянов А.Г. Методы исследования неровноты продуктов прядения. Характеристики случайных функций и их применение.-М.: Ростехиздат, 1962.

47. Сергеев К. В. Автоматическое выравнивание толщины продукта на ленточных машинах хлопкопрядильного производства: Дис. ...канд. техн. наук. -М.,МТИ, 1968.

48. Справочник по электрическим машинам: В 2т. Т2/ Под ред. И.П.Копылова, Б.ККлокова. - М.: Энергоатомиздат, 1989.

49. Средства автоматического контроля параметров технологических процессов текстильной промышленности / Под ред. В.И.Киселева. -М.: Легпромбытиздат, 1990.

50. Теоретический анализ спектральной плотности распределения толщины ленты - Пер. ст.: Fujino К., Kawabata S. из журн.: Journ. Text. Instr., - 1959. - vol.5, №1.

51. Теория вытягивания шерстяных чесальных лент - Пер. ст.: Сох D.R. из журн.: Proceedings of the Royal Society, Ser. A, №1048. - 1949.

52. Усенко Б.В. Исследование автоматического выравнивания толщины хлопчатобумажной ленты в зависимости от разных видов неровноты входящего продукта: Дис. ...канд. техн. наук. - М.,МТИ, 1970=

53. Фостер Г.А.Р. Основы процесса вытягивания и неровноты: Пер. с англ. - М.:Ростехиздат, 1962.

54. Хавкин В.П. Исследование нестационарных процессов преобразования развеса в прядении: Дис. ...докт. техн. наук. -Л.,ЛИТЛП, 1972.

55. Хавкин В.П., Молчанов A.C. Автоматическое управление технологическими процессами в прядильном производстве, М., Легкая индустрия, 1973.

-10456. Хавкин В.П. Основы теории и расчета систем автоматического выравнивания толщины продуктов прядения: Дис. ...канд. техн. наук. -М.,МТИ, 1964.

57. Хавкин В.П. Оценка нестабильности процессов и продуктов прядильного производства льняной промышленности, М., Легкая индустрия, 1973.

58. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы.-М.: Энергоатомиздат, 1985.

59. Цыпкин Я.З. Теория линейных импульсных систем. -М.: Физ-матгиз, 1963.

60. Электроника и электромеханические системы в промышленности/ Д.П.Петелин, А.Б.Козлов, А.А.Ермаков и др.; Под ред. Д.П.Петелина, Г.И.Кольниченко -М., МГУ леса, 1995.

'программа моделирования переходного процесса 'в вытяжном приборе для оценки степени 'колебательности линейной плотности материала 'при различных коэффициентах В. CLS

COLOR 15 DIM у(500)

xmin = 0: xmax = 500 xraz = xmax - xmin xs4 = 50

xs5 = xmin: хзб = xmax

xs7 = (xs6 - xs5) / 500

ymin = 0

ymax =2 -

yraz = ymax - ymin

ys4 = 1

ys5 = ymin

ys6 = ymax

ys7 - (ys6 - ys5) / 170 CLS : SCREEN 8 COLOR 15

FOR ffl = xs5 TO xs6 STEP xs4

LINE ((ffl-xs5)/xs7+40, 17}-((ffl-xs5)/xs7+40, 185), 7 NEXT ffl

FOR ff2 = ys5 TO ys6 STEP ys4 LINE (40,185.5-(ff2-ys5)/ys7)-(540,185.5-(ff2-ys5)/ys7),7 LOCATE 24 - INT((ff2 - ys5) * .125 / ys7 + .7), 1 PRINT INT(ff2 * 1000 / ys4 + .5) / 1000; NEXT ff2

FOR b - 0 TO .51 STEP .1 Si = 50 k - 1 / (1 - b) kl = b / (1 - b) FOR П = 1 TO 500 nl - n - 1

n2 = INT(n - Si - .5)

n3 = INT(n - si + .5)

IF nl < 1 THEN xl - 0 ELSE xl - 1

IF n2 < 1 THEN x2 = 0 ELSE x2 - 1

IF nl < 1 THEN yl = 0 ELSE yi - У (nl)

IF n2 < 1 THEN y2 - 0 ELSE У2 = У(П2)

IF n3 < 1 THEN y3 = 0 ELSE уз - У(пЗ)

y(n) = k * (xl - x2) / si + yl - kl * (y3 - y2) PSET (40+(n-xs5)/xs7,185-(y(n)-ys5)/ys7), 15 NEXT NEXT

485 IF INKEY$ = "" THEN 485 600 END

BAS = &Н2Е0

'начальная установка 8039 процессора осуществляется 'путем операции повторного чтения информации по адресу BAS DM = INP(BAS) DM = INP (BAS) 20 CLS

COLOR 15

PRINT "Программа управления шаговым двигателем посредством карты PCL-738"

'установка базового адреса

PRINT "": PRINT "": PRINT "": PRINT ""

1 INPUT "Введите значение шаговой скорости V в промежутке 1-1023"; V

IF V > 0 AND V <= 1023 THEN 2 PRINT "Ошибочный ввод значения V !" GOTO 1

2 INPUT "Введите направление вращения (1 или 0)"; DD IF DD = 0 OR DD = 1 THEN 3

PRINT "Ошибочный ввод значения направления !" GOTO 2

3 INPUT "Введите количество шагов которое необходимо отработать (1-32767)"; ST

IF ST > 0 AND ST <= 32767 THEN 4

PRINT "Количество шагов введено неправильно !"

GOTO 3

4 INPUT "Введите номер канала управления шаговым двигателем(1-3)"; СН

IF СН > 0 AND СН < 4 THEN 22 PRINT "Номер канала управления шаговым двигателем введен неверно!" GOTO 4 22 RY = 0

INPUT "Введите режим возбуждения двигателя (1-2)"; RY PRINT "": PRINT "": PRINT "Направление="; PRINT "":PRINT "":PRINT "":PRINT "Количество оставшихся шагов="; 'разбиение управляющего значения по байтам

5 VL = V MOD 256

VH = (V - VL) / 256 + 128 'установка бита направления вращения IF DD <> 0 THEN VH = VH + 64 HBYTE = BAS + 1 + СН * 2

LBYTE = BAS + CH * 2 OUT BAS + 1, 1

•опрос готовности 8039 процессора

6 DM = INP(HBYTE)

IF DM >= 128 THEN 6

'вывод управляющих битов направления и шаговой скорости OUT LBYTE, VL OUT HBYTE, VH OUT BAS + 1, RY

'подготовка к выводу количества шагов DL = ST MOD 256 DH = (ST - DL) / 256 'опрос готовности 8039 процессора

7 DM = INP(HBYTE)

IF DM >= 128 THEN 7 'вывод количества шагов OUT LBYTE, DL OUT HBYTE, DH

'ожидание отработки команд управления

8 BY = INP(HBYTE)

IF BY < 128 THEN 8 'чтение байтов статуса

9 SH = INP(HBYTE)

IF SH >= 128 THEN SH = SH - 128

SL = INP(LBYTE)

SS = SH * 256 + SL

LOCATE 13, 13

PRINT DD

LOCATE 16, 29

PRINT SS

IF SS <> 0 THEN 9

PRINT PRINT "": PRINT ""

OUT BAS + 1, 0

INPUT "Желаете ли выйти из программы (Y/N)"; Q$ IF Q$ = "Y" OR Q$ = "y" THEN 30 GOTO 20 30 END

CLS

PRINT "Программа определения периода и частоты" PRINT "следования импульсов управления шаговым двигателем при экспоненциальном запуске" PRINT "Введите характеристики шагового двигателя"~ INPUT "Максимальный момент ЩЦ в Нм, Тмо="; ТМО INPUT "Статическое трение в системе ротора ЩЦ в Нм, Тдв="; TDV

INPUT "Наклон аппроксимирующего момента в Нмс/шаг, а="; ALF

INPUT "Момент инерции ротора двигателя в кгмм, JflB="; JDV

INPUT "Коэффициент вязкого трения в Нмс/рад, D="; DDV INPUT "Пусковая частота ЩЦ в Гц, fl="; F1 INPUT "Угол шага ЩЦ в рад, tet=", TET PRINT "Введите характеристики приводной части и вытяжного прибора"

INPUT "Диаметр ведущего шкива в мм, Dl="; D1 INPUT "Диаметр ведомого шкива в мм, D2="; D2 INPUT "Усредненное статическое трение в системе ВП в Нм, Туср.нагр="; TVP

INPUT "Суммарный момент инерции ВП и ведомого шкива jHarp="; JN

INPUT "До какого шага проводить расчет N="; N

PRINT "m"; TAB(15); "Tm,mc"; ТАВ(ЗО); "dTm,mc"; TAB(45);

"fm,Гц"

MREZ = TMO - TVP * D1 / D2 - TDV К = ALF + TET * DDV

JREZ = (D1 / D2) * (D1 / D2) * JN + JDV

MNOZl = MREZ / К

MNOZ2 - MREZ / К / F1 - 1

MNOZ3 = -K / JREZ / TET

MNOZ4 = EXP(-K / JREZ / TET / Fl) - 1

TRAN = 0

FOR M = 1 TO N

TRAN = T1

T1 = -.01: T2 = .1 13 T = Tl: GOSUB 33

FUNC1 = FUNC T = T2: GOSUB 33 FUNC2 = FUNC

T3 = (Tl + T2) / 2: T = T3: GOSUB 33 FUNC3 = FUNC

IF FUNC2 * FUNC3 > 0 THEN T2 = T3 ELSE Tl = T3 IF ABS(T2 - Tl) > .0000001* THEN 13

PRINT M; TAB(15); CSNG(T1 * 1000); TAB(30); CSNG((T1 -TRAN) * 1000); TAB(45); CSNG(1 / (Tl - TRAN)) NEXT M

PRINT "Коэффициент передачи привода Knp="; CSNG(MNOZl) PRINT "Постоянная времени привода Тпр="; CSNG(-1/MNOZ3) GOTO 45

33 FUNC = MNOZl * T - MNOZ2 * (EXP(T * MNOZ3)-1)/MNOZ4 - M

RETURN 45 END

'программа для определения точности воспроизведения 'непрерывного аналога динамического компенсатора 'цифровым при различных методах замены CLS

COLOR 15 INPUT "Тпр="; TP INPUT "Тд="; TD PI = 3.14159265359#

PRINT "отн.част."; TAB(15); "Тейлор 1-я ст."; TAB(30); "Симпсон 1/3"; TAB(45); "Тейлор 2-я ст."; ТАВ(бО); "Уэддль" FOR W = 10 ТО PI / TD STEP .01 * PI / TD GOSUB 350

PRINT W * TD / 2; TAB(15); MODI; TAB(30); MOD2; TAB(45); MOD3; TAB(60); MOD4 NEXT W

499 PRINT "НУЖНО ЛИ ГРАФИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ (Y/N) ?";

500 qv$ = INKEY$

IF qv$ = "" THEN 500 PRINT qv$

IF qv$ = "N" OR qv$ = "n" THEN 600 xmin = 10: xmax = PI / TD xraz = xmax - xmin: st = 0

501 IF xraz > 2 AND xraz <= 20 THEN 502

IF xraz <= 2 THEN xraz = xraz * 10 ELSE st = st + 1 IF xraz > 20 THEN xraz = xraz / 10 ELSE st = st - 1 GOTO 501

502 xs4 = EXP(LOG(10)*st): xs5=INT(xmin/xs4+.5) * xs4 - xs4 xs6 = INT(xmax / xs4 + .5) * xs4 + xs4:

xs5 = xmin: xs6 = xmax

xs7 = (xs6 - xs5) / 550

PRINT "Задайте границы изменения no Y"

INPUT "Ymin="; ymin

INPUT "Ymax="; ymax

505 yraz = ymax - ymin: sty = 0

506 IF yraz > 2 AND yraz <= 20 THEN 507

IF yraz <= 2 THEN yraz = yraz * 10 ELSE sty = sty + 1 IF yraz > 20 THEN yraz = yraz / 10 ELSE sty = sty - 1 GOTO 506

507 ys4 = EXP(LOG(10) * sty)

ys5 = INT(ymin / ys4 + .5) * ys4 - ys4 ys6 = INT(ymax / ys4 + .5) * ys4 + ys4 ys7 = (ys6 - ys5) / 170 CLS : SCREEN 8 COLOR 15

FOR ffl = xs5 TO xs6 STEP xs4

LINE ((ffl-xs5)/xs7+40, 15)-((ffl-xs5)/xs7+40, 185), 7 LOCATE 25, INT((ffl - xs5) * .125 / xs7 + 5.5) PRINT INT(ffl * 1000 / xs4 + .5) / 1000; NEXT ffl

FOR ff2 = ys5 TO ys6 STEP ys4 LINE (40,185.5-(ff2-ys5)/ys7)-(590,185.5-(ff2-ys5)/ ys7), 7 LOCATE 24 - INT((ff2 - ys5) * .125 / ys7 + .7), 1 PRINT INT(ff2 * 1000 / ys4 + .5) / 1000; NEXT ff2

FOR W = xmin TO xmax STEP xmax / 600 GOSUB 350

IF MODI > ymax OR MODI < ymin THEN 1000 PSET (40 +(W-xs5) / xs7, 185 - (MODI - ys5) / ys7), 10 1000 IF MOD2 > ymax OR MOD2 < ymin THEN 2000

PSET (40+(W - xs5) / xs7, 185 - (MOD2 - ys5) / ys7), 14 2000 IF MOD3 > ymax OR MOD3 < ymin THEN 3000

PSET (40+(W-xs5) / xs7, 185 - (MOD3 - ys5) / ys7), 12 3000 IF MOD4 > ymax OR MOD4 < ymin THEN 4000

PSET (40+(W - xs5) / xs7, 185 - (MOD4 - ys5) / ys7), 11 4000 NEXT W

LOCATE 1, 8: PRINT "МАСШТАБНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ ПО Y YM="; PRINT INT(ys4 * 1000000 + .5) / 1000000; "ПО X XM="; INT(xs4 * 1000000 + .5) / 1000000; 485 IF INKEY$ = "" THEN 485 GOTO 600

350 A = COS(6 * W * TD) : В = SIN(6 * W * TD)

Al = COS(12 * W * TD) : B1 = SIN(12 * W * TD) С = COS(5 * W * TD) : D = SIN(5 * W * TD) CI = COS(11 * W * TD) : D1 = SIN(11 * W * TD) E = COS(4 * W * TD) : F = SIN(4 * W * TD) El = COS(10 * W * TD) : F1 = SIN(10 * W * TD) G = COS(3 * W * TD) : H = SIN(3 * W * TD) G1 = COS(9 * W * TD) : Hi = SIN(9 * W * TD)

I = COS(2 * W * TD) : J = SIN(2 * W * TD)

II = COS(8 * W * TD) : J1 = SIN(8 * W * TD)

К = COS(W * TD) : L = SIN(W * TD) Kl = COS(7 * W * TD) : LI = SIN(7 * W * TD) G2 = G*(TD+2*TP)-I*(TD+6*TP)+K*(6*TP-TD)+TD-2*TP H2 = H*(TD+2*TP)-J*(TD+ б * TP) + L * (6 * TP - TD) l2=G+3 *I + 3*K+1-TP*W* (H + 3*J + 3*L) J2 = H+3 * J + 3 * L + TP * W * (G +3*1+3*.K+l) K2 = SQR((G2 * G2 + H2 * H2) / (12 * 12 + J2 * J2)) MODI = 4 * K2 / TD / TD / TD / W / W - 1 S=A*(TD+3*TP)+C*4*TD-E*(TD+9*TP)-G*8*TD+I*(9*TP-TD)+K*4 *TD+TD-3*TP

T=B*(TD+3*TP)+D*4*TD-F*(TD+9*TP)-H*8*TD+J*(9*TP-TD)+L*4*TD P=A+12*C+51*E+88*G+51*I+12*K+1 R = B+12*D+51*F+88*H + 51*J + 12*L MOD2 = 9*SQR((S*S+T*T)/((P-TP*W*R)*(P-TP*W*R)+(R+TP*W*P) *(R + TP * W * P))) / TD / TD / TD / W / W - 1

S1 = Gl * (8 * TP + 3 * TD) + II * 9 * TD + Kl * 9 * TD - А * (24 * TP + б * TD) - 18 * TD * С - 18 * TD * E + G * (24 * TP - 3 * TD) + 9 * TD * I + 9 * TD * К - 8 * TP + б * TD T1=H1*(8*TP+3*TD)+J1*9*TD+L1*9*TD-B*(24*TP+6*TD) -18*TD*D-18*TD*F+H*(24*TP-3*TD)+9*TD*J+9*TD*L

P1=G1+9*I1+36*K1+84*A+126*C+126*E+84*G+36*I+9*K+1 Rl=Hl+9*Jl+36*Ll+84*B+126*D+126*F+84*H+36*J+9*L MOD3=64*SQR((S1*S1+T1*T1)/((Pl-TP*W*R1)*(Pl-TP*W*Rl)+ (Rl+TP*W*Pl)*(Rl+TP*W*Pl)))/27/TD/TD/TD/W/W-l

P3=A1+Cl*18+El*126+Gl*450+Il*975+Kl*1548+A*1764+C*1548+ E*975+G*450+I*126+K*l'8+1

R3=B1+D1*18+F1*126+H1*450+J1*975+L1*1548+B*1764+D*1548+ F * 975 + H * 450 + J * 126 + L * 18

S3=A1*(3*TD+10*TP)+C1*(24*TD+30*TP)+E1*(57*TD+30*TP)+ Gl*(66*TD-20*TP)+11*(9*TD-90*TP)-Kl*(90*TD+90*TP)-TD*138*A S4=C*(90*TP-90*TD)+E*(9*TD+90*TP)+G*(66*TD+20*TP)+1*(57 *TD-30*TP)+K*(24*TD-30*TP)+3*TD-10*TP

T3=B1*(3*TD+10*TP)+D1*(24*TD+30*TP)+F1*(57*TD+30*TP)+ Hl*(66*TD-20*TP)+J1*(9*TD-90*TP)-Ll*(90*TD+90*TP)-TD*138*B T4=D*(90*TP-90*TD)+F*(9*TD+90*TP)+H*(66*TD+20*TP)+J*(57 *TD-30*TP)+L*(24*TD-30*TP) MOD4=100*SQR(((S3+S4)*(S3+S4)+(T3+T4)*(T3+T4))/((P3TP*W+R3)* (P3-TP*W*R3)+(R3+TP*W*P3)*(R3+TP*W*P3)))/TD/TD/TD/W/W/27-1 RETURN 600 END

УТВЕРЖДАЮ Гл. инженер АТПП ojSöa-вский текстиль"

Ii

. С. Д. Николаев ШЩЁЩШ 1997г.

^^^УТВЕРЖДМ)

МГТА

А.А.Матвеева

1997г.

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИИ МАКЕТА ИНФРАКРАСНОГО ОПТОЭЛЕКТРОННОГО МИКРОПРОЦЕССОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЛИНЕЙНОЙ ПЛОТНОСТИ ВОЛОКНИСТОГО ПРОДУКТА

Присутствовали: представители МГТА

1. Козлов A.B. - д.т.н., проф., научный руководитель

2. Ермаков A.A. - аспирант.

1. Матвеева A.A. - гл. инженер;

2. Логинова H.H. - и. о. нач. лаборатории

Проведены испытания лабораторного макета инфракрасного оптоэлектронного микропроцессорного преобразователя линейной плотности, созданной аспирантом Ермаковым A.A., научный руководитель проф. Козлов А.Б., в процессе выполнения диссертационной работы.

ЦЕЛЬ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ

1. Определение работоспособности преобразователя.

2. Определение возможности преобразователя.

1. Испытания проводились прогоном метровых образцов чесальной ленты (предъявленных АТПП "Болшевский текстиль") , через измерительную воронку преобразователя. Характеристика чесальной ленты: хлопчатобумажная лента средней линейной плотности 3,8 ктекс; 4-5 тип хлопка; средняя длина волокна 324-33 мм; лента получена с чесальной машины ЧМД-4 (с бункерным питанием); с учетом дальнейшей переработки лента предназначена для кольцевого прядения.

2. Текущее значение линейной плотности определялось при помощи комбинированного прибора типа: Ц4323 с точностью 3%.

представители АТПП "Болшевский текстиль

Ii

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Макет инфракрасного оптоэлектронного преобразователя линейной плотности состоит из:

а) оптоэлектронноЙ пары светодиод фотодиод, работающей преимущественно в инфракрасном диапазоне;

б) стекловолоконных световодов, осуществляющих оптическую связь между формирующей измерительной воронкой и инфракрасной оптозлектронной парой;

в) вторичных преобразователей, осуществляющих обработку электрического сигнала в аналоговой форме;

г) электронной платы, устанавливаемой в дополнительный разъем ПЭВМ, позволяющей сопрягать преобразователь линейной плотности с вычислительной машиной.

2. Преобразователь линейной плотности позволяет:

а) контролировать линейную плотность волокнистого продукта (чесальной ленты) в диапазоне 3+5 ктекс;

б) компенсировать температурную и временную нестабильности параметров оптоэлектронноЙ инфракрасной лары;

в) частично устранять влияние неконтролируемых параметров (влагосодержание и окраска волокнистого продукта).

На основании проведенных испытаний рекомендуется:

1. Использовать структуру макета инфракрасного оптоэлектронного микропроцессорного преобразователя линейной плотности в качестве базовой при разработке комплексных систем контроля за процессом прядения.

2. Использовать структуру макета инфракрасного оптоэлектронного микропроцессорного преобразователя в качестве базовой при создании систем автоматического выравнивания линейной плотности волокнистого продукта.

Применение преобразователя данной конструкции в. производстве позволит:

1. Облегчить контроль линейной плотности и определение основных качественных параметров волокнистого продукта.

2. Повысить объективность оценки сортности волокнистого продукта за счет снижения погрешности измерения линейной плотности.

3. Уменьшить неровноту волокнистого продукта за счет внедрения предлагаемого устройства в основе системы автоматического выравнивания.

ОТ АТПГГ'Болшевский текстиль Матвеева A.A. у^^с^еж^ Логинова H.H.

ОТ

Козлов А.Б. Ермаков A.A. '

/У