[发明专利]一种面向带张力控制的测试装置及其测试方法

权利要求书

1.一种面向带张力控制的测试装置，其特征在于，包括机械本体模块、张力检测模块和控制模块；所述张力检测模块与机械本体模块连接；所述控制模块与张力检测模块连接；

所述机械本体模块：包括支撑台和张力执行模块；所述张力执行模块包括多楔带、多楔带轮、电机支座和交流伺服电机；交流伺服电机通过电机支座与支撑台连接，多楔带轮通过交流伺服电机的输出轴与交流伺服电机连接；多楔带与多楔带轮连接；

所述张力检测模块：包括张力传感器、传感器信号变送器、A/D转换模块和L型支撑座；所述的张力传感器与传感器信号变送器连接；所述的传感器信号变送器与A/D转换模块相连接；所述的L型支撑座与张力传感器连接；

所述控制模块：包括实时控制单元和人机交互单元；所述控制实时控制单元包括计算机、嵌入式控制器和交流伺服驱动器；所述人机交互单元包括显示界面和算法执行器；所述计算机通过以太网总线与嵌入式控制器连接；所述嵌入式控制器通过以太网总线与交流伺服驱动器连接；

所述张力检测模块检测张力执行模块的带张力，所述控制模块评估和验证张力检测模块检测的结果。

2.根据权利要求1所述的面向带张力控制的测试装置，其特征在于：所述支撑台由尺寸为60×60mm的铝合金型材制作而成，所述支撑台的尺寸为600×320×200mm；所述多楔带轮与交流伺服电机的输出轴固定连接；所述的交流伺服电机通过电机支座固定在支撑台上。

3.根据权利要求1所述的面向带张力控制的测试装置，其特征在于：所述的张力传感器为三辊轮式传感器，所述的张力传感器使用L型支撑座固定在支撑台上；所述的张力传感器根据多楔带的张力值的大小，测得多楔带的张力所对应的电压值，所述传感器信号变送器放大测得的电压值，放大的电压值通过A/D转换模块输入至嵌入式控制器。

4.根据权利要求1所述的面向带张力控制的测试装置，其特征在于：所述嵌入式控制器采用主频达到1GHz的ARM Cortex^TM A8处理器，所述嵌入式控制器配备有1GB的DDR3RAM、256M的microSD卡和100Mbit以太网口。

5.根据权利要求1所述的面向带张力控制的测试装置，其特征在于，所述的算法执行器采集多楔带张力值，所述的算法执行器运行人机交互单元中的张力控制算法，所述的算法执行器输出交流伺服电机的速度值；所述的显示界面用于显示与保存多楔带的张力值和交流伺服电机的速度值。

6.一种应用于权利要求1所述的面向带张力控制的测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在计算机的人机交互单元完成张力控制算法的编写、编译，设置所需的张力值T_r和控制参数，通过以太网总线将张力控制算法下载到嵌入式控制器；

(2)在人机交互界面启动嵌入式控制器，显示界面显示多楔带的张力值与交流伺服电机的速度值；

(3)嵌入式控制器根据张力控制算法计算交流伺服电机的速度值，并将速度值输出到交流伺服驱动器，交流伺服驱动器驱动交流电机达到所需的速度；

(4)张力传感器采集多楔带在运动过程中产生的张力值T，张力值T经A/D模块输入到嵌入式控制器中，嵌入式控制器根据所需张力值T_r，调整交流伺服电机的速度，使得多楔带的张力值T跟踪所需张力值T_r；

(5)人机交互单元保存多楔带的张力值T，通过比较T_r和T，分析张力误差产生的原因，对张力控制算法进行优化和改进，使得|T-T_r|<ΔT，ΔT为张力控制允许的误差。