Systém řízení pohonu jehelních tyčí
Title Alternative:Needle bar drive control system
Loading...
Date
2011
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Technická Univerzita v Liberci
Abstract
Předmětem této práce je ověření použitelnosti krokového motoru v dynamicky náročné aplikaci. Předpokládanou oblastí použití je textilní průmysl, kde cena pohonu hraje významnou roli. Krokový motor je proto zkoumán jako cenová alternativa dražšího synchronního servomotoru v aplikaci pohonu jehelní tyče průmyslového šicího stroje. Dynamické chování poháněného mechanismu je aproximováno lineárním modelem, který je získán experimentální identifikací. S využitím tohoto modelu je provedena optimalizace zdvihové funkce mechanismu s cílem minimalizovat nežádoucí překmity jehelní tyče. Metoda použitá při optimalizaci je založena na dopředném řízení bez zpětné vazby. Pro praktické ověření metody řízení je navržena experimentální řídicí jednotka, která umožňuje synchronizované řízení dvou pohonů. Jejím hlavním přínosem je schopnost generovat průběhy s obecným průběhem zrychlení. Dále je navržen způsob nalezení referenční polohy tyče, který nevyžaduje speciální snímač polohy. Navržená metoda řízení je prakticky ověřena s jedním vybraným typem krokového motoru na funkčním modelu stroje. Výsledné parametry pohonu s krokovým motorem sice nedosahují kvalit servomotoru, při nižších nárocích na rychlost stroje se přesto může jednat o cenově zajímavou variantu.
The aim of this work is applicability verification of a step motor in applications with a high dynamic load. The target area of usage is a textile industry, where the price of a drive is significant. The step motor is therefore designed as a low-cost alternative to a synchronous servodrive in application of needle bar drive on an industrial sewing machine. Dynamic behaviour of driven mechanism is approximated with a linear model, whose parameters are obtained by an experimental identification. The model is used to optimise the exciting function of the driven mechanism with the aim of minimize undesirable overshoots of the needle bar. The optimisation method is based on an inverse filter for the forward control without a feedback loop. For a practical verification of the control method it is designed an experimental control unit, which is capable of the synchronized control of two drives. Main contribution of this control unit is its ability to generate speed profiles with general acceleration curve. Also it is designed and verified a method for a needle bar reference position search without a need of a special position sensor. The designed control method is verified on a sewing machine function model with one selected type of a step motor. Obtained technical parameters of the step motor drive do not achieve qualities of a synchronous servodrive, but it may be an interesting price variant in case of low-speed machine demands.
The aim of this work is applicability verification of a step motor in applications with a high dynamic load. The target area of usage is a textile industry, where the price of a drive is significant. The step motor is therefore designed as a low-cost alternative to a synchronous servodrive in application of needle bar drive on an industrial sewing machine. Dynamic behaviour of driven mechanism is approximated with a linear model, whose parameters are obtained by an experimental identification. The model is used to optimise the exciting function of the driven mechanism with the aim of minimize undesirable overshoots of the needle bar. The optimisation method is based on an inverse filter for the forward control without a feedback loop. For a practical verification of the control method it is designed an experimental control unit, which is capable of the synchronized control of two drives. Main contribution of this control unit is its ability to generate speed profiles with general acceleration curve. Also it is designed and verified a method for a needle bar reference position search without a need of a special position sensor. The designed control method is verified on a sewing machine function model with one selected type of a step motor. Obtained technical parameters of the step motor drive do not achieve qualities of a synchronous servodrive, but it may be an interesting price variant in case of low-speed machine demands.
Description
katedra: MTI; přílohy: 1 CD ROM; rozsah: 63 s.
Subject(s)
krokový motor, identifikace, optimalizace, řízení, synchronizace, step motor, identification, optimization, control, synchronization