[发明专利]一种提花小圆机的高精度控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种提花小圆机的高精度控制系统，包括上位机，上位机通讯连接主控芯片，主控芯片通讯连接步进电机，步进电机电性连接霍尔传感器，霍尔传感器通讯连接主控芯片，步进电机通过皮带传动连接送纱器。本发明该公开了其高精度控制方法，具体为：上位机发送织物花型指令，主控芯片对指令进行处理分析，将速度命令发送给步进电机，按给定的速度带动传动皮带完成送纱；霍尔传感器进行采样并将采集到的步进电机实时速度反馈给主控芯片；主控芯片对步进电机实时速度进行谐波识别并计算补偿曲线，将新的命令发送给步进电机，并进行工作。采用速度阻尼控制算法可以一定程度上的减小速度波动，对高次谐波进行补偿，使电机运行更加稳定。

技术领域

本发明属于纺织机械技术领域，具体涉及一种提花小圆机的高精度控制系统，还涉及提花小圆机的高精度控制方法。

背景技术

由于纺织行业的高速发展，纺织工艺日益提高，纱线张力作为纺纱工艺中的关键技术,纱线张力控制精度越高，纱线之间张力误差越小，织物质量越高。在给纱过程使各成圈系统的线圈长度趋于一致，给纱张力较均匀，可以有效控制编织密度和提高打底裤的外观及质量。解决纺纱张力不均的问题已经成为我国纺织工业设备水平能否提高的关键之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种提花小圆机的高精度控制系统，解决了现有技术中存在的送纱器张力不均的问题。

本发明的另一目的是提供上述提花小圆机的高精度控制方法。

本发明所采用的第一技术方案是，一种提花小圆机的高精度控制系统，包括上位机，上位机通过RS485接口通讯连接主控芯片，主控芯片通过RS485接口通讯连接步进电机，步进电机电性连接霍尔传感器，霍尔传感器通过RS485接口通讯连接主控芯片，步进电机通过皮带传动连接送纱器。

本发明的特点还在于，

主控芯片的型号为STM32F407。

霍尔传感器的型号为AS5040。

本发明所采用的第二技术方案是，一种提花小圆机的高精度控制方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，上位机发送织物花型指令，主控芯片对织物花型指令进行处理分析，将速度命令发送给步进电机，控制步进电机按给定的速度带动传动皮带完成送纱；

步骤2，霍尔传感器进行采样并将采集到的步进电机实时速度反馈给主控芯片；

步骤3，主控芯片对步进电机实时速度进行谐波识别并计算补偿曲线，将新的命令发送给步进电机驱动器，步进电机按新命令进行工作。

本发明的特点还在于，

步骤3中，具体为：

步骤3.1，主控芯片将步进电机实时速度采用快速傅里叶变换算法，对高次谐波进行识别，得到频谱分析图，频谱分析图中每一个相位对应一个幅值；

其中，进行快速傅里叶变换算法时，采样频率为F_s，信号频率为F，如式(1)所示，采样点数为N，经过FFT之后的结果为N点的复数，每一个结果对应着一个频率点；

F＝[f₁f₂ L f_s]^T (1)；

式(1)中，L为频率数据长度，f₁，f₂，f_s为谐波频率；

步骤3.2，将平铺分析图中的每一个相位和幅值，采用三角函数展开，将幅值和相位的数组转化为sin和cos函数的系数，得到谐波函数，如式(2)所示；