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交流伺服在喷气织机经纱张力控制系统中应用 　　为提高织物质量并满足喷气织机高速、高性能要求，本文结合交流伺服系统高控制精度的特点，在ARM微控制器LPC2294的丰富硬件资源的基础上，研制了基于交流伺服系统的喷气织机经纱张力控制系统。论文完成了伺服系统在经纱张力控制中的理论分析和整体设计，该系统能够满足喷气织机的高速和高精度要求，并能使经纱张力保持恒定。 　　To improve the fabric quality and meet the high-speed, high-performance requirements of air-jet looms, an AC servo-based air-jet loom warp tension control system was designed grounding on the AC servo system’s high control accuracy and ARM microcontroller LPC2294. Theoretical analysis and integrated design of servo system in terms of the warp tension design were completed. The system can satisfy the high-speed and high-performance requirements of air-jet looms, and can maintain the tension stability of warps. 　　 　　喷气织机完成经、纬纱线的交织需由提综、引纬、打纬、送经、卷取五大运动的有机配合以及其他辅助运动的配合，整个运行过程控制复杂。从经轴到卷布辊的整个织造过程中，受织机各大运动的影响，经纱张力呈周期性变化。张力的变化直接影响着产品的外观和质量，因此，为了提高喷气织机在市场上的竞争力，对经纱张力的控制精度成为衡量设备性能的一项重要指标。如何实现喷气织机经纱张力的精确控制，首先是对喷气织机的高速性对系统提出高实时性要求；另外，对送经电机和卷取电机的同步性及控制精度也提出了相应的要求。本文针对目前我国喷气织机需求比较大，但可以作为标准独立模块应用于喷气织机经纱张力控制比较紧缺的情况下，提出了基于 32 位ARM和交流伺服系统的经纱张力控制系统。 　　 　　1经纱张力控制原理 　　 　　经纱张力是送经卷取控制系统的主要控制对象，为了提高织物的质量，减少瑕疵，织机在运行过程中必须使经纱张力保持不变。 　　送经机构的作用是根据织机所织织物纬密的大小, 在织造过程中及时送出定量且具有一定张力的经纱, 以维持织造生产的连续进行。卷取机构的作用是把已织成的织物引离织口，并通过导布辊卷绕到卷布辊上，以保证织造生产总是在固定的??置上连续进行。同时，根据织机转速和织物纬密来确定引离织物的速度，从而形成一定纬密的织物。卷取和送经必须协调工作，同时配合张力机构，才能使经纱张力在经轴从满轴到空轴的过程中基本保持稳定，以提高织物质量。系统整体控制框图如图 1 所示。 　　 　　经纱张力控制是通过调整送经速度，使送经量和卷取量保持一致，从而实现经纱张力恒定。织机在运行过程中，经纱张力受开口、打纬、纬密、织轴直径、织机速度和张力设定值等多种非线性因素的影响。为了提高经纱张力的控制精度，系统采用双重反馈闭环控制：送经量反馈控制和经纱张力反馈控制。送经量反馈控制采用送经伺服电机反馈的编码器的值求出伺服电机的实际回转角，得到实际的送经量，把它与根据织物纬密计算所得的送经量进行比较，并根据偏差值调节送经电机的转速，以位置反馈控制方式取得速度的高精度控制效果，以确保送经量的恒定。经纱张力反馈控制是通过主轴旋转一周期内采集 9 次张力传感器的值，求其平均值作为经纱张力的实际有效值，经模糊参数自整定PID控制器调节送经伺服电机的转速，从而达到对经纱张力的调节。 　　 　　2系统硬件设计 　　 　　2.1整体设计方案 　　针对喷气织机的高速和高精度特性，本设计采用ARM7TDMI-S构架的LPC2294作为系统控制器，并采用高精度的伺服电机控制织轴和卷布辊的转速。同时，该经纱张力控制器作为一个独立控制模块与织机主控器通过CAN总线进行信息通讯。 　　LPC2294是基于一个支持实时仿真和跟踪的16/32 位微控制器，并带有 256 kB嵌入的高速Flash存储器，具有丰富的外围功能模块。6 路PWM输出可作为伺服电机的控制信号；8 路 10 位ADC模块可直接对S型张力传感器进行模拟信号的采集；4 路CAN用于与织机其他控制器间的信息通讯；高速I2C接口用于对片外 64