自动铺纤中纤维张力预测与控制方法

摘要整理

在自动铺纤（AFP）工艺中，纤维张力是重要的工艺参数，张力的剧烈波动对AFP工艺质量产生不利影响。本文重点研究了AFP中纤维张力的建模与控制方法。首先，基于摩擦损耗建立了纤维传输的力学模型，明确了张力系统的真实控制目标；其次，通过辨识实验获取力学模型中的未知参数；再次，建立了基于被动舞动辊的纤维张力动态模型，并通过曲线拟合进行线性化处理；最后，设计了变参数PID（比例-积分-微分）控制器以实现纤维张力的稳定控制。实验结果表明，所提控制方法能够准确地将实际张力稳定在目标值，在面对速度剧烈波动时的控制误差明显低于传统张力控制系统。本研究的创新点在于：纤维束传输路径末端的张力无法由传感器直接测量，所建立的张力模型可预测纤维束路径各点的张力值，基于张力预测模型的控制方法相比传统方法具有更高的精度。

相关论文