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题名考虑打纬影响的碳纤维角联织机经纱张力控制方法
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作者
翟鑫
刘薇
刘玲玲
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机构
天津工业大学机械工程学院
天津市现代机电装备技术重点实验室
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2025年第4期1587-1594,共8页
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基金
天津市自然科学基金(17JCYBJC19400)。
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文摘
针对碳纤维角联织机经纱张力控制中存在的张力控制精度低问题,提出一种考虑打纬影响的经纱张力控制方法。首先深入分析打纬时经纱的伸长量,再结合胡克定律与现有张力模型,建立新的送经系统张力控制模型。其次,提出一种指令滤波反步滑模控制器,通过滤波器估计虚拟控制律的一阶微分,避免“微分膨胀”问题,采用径向基函数(radial basis function, RBF)神经网络对系统未建模部分进行自适应估计,同时引入滑模控制,增强系统鲁棒性。最后,使用MATLAB/SIMULINK软件对张力系统进行仿真实验。结果表明:考虑打纬影响的滤波反步滑模控制在张力控制方面相比传统反步滑模控制在响应时间相近的情况下,稳定时间缩短近16.3%,超调量减小24.6%;相比模糊比例积分微分(proportional integral derivative, PID)控制在稳定时间上缩短近51.7%,超调量减小49.2%。
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关键词
碳纤维角联织机
经纱张力
打纬
反步控制
指令滤波
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Keywords
carbon fiber diagonal loom
warp tension
beating-up
backstepping control
command filtering
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分类号
TS103
[轻工技术与工程—纺织工程]
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题名基于事件触发碳纤维角联织机张力网络化H∞滤波控制
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作者
刘玲玲
刘薇
翟鑫
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机构
天津工业大学机械工程学院
天津市现代机电装备技术重点实验室
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2024年第36期15576-15587,共12页
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基金
天津市自然科学基金(17JCYBJC19400)。
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文摘
碳纤维角联织物因其轻质、高强、耐腐蚀等优异特性,可以作为复合材料的增强结构骨架,在各个领域广泛应用。针对碳纤维角联织机经纱张力控制的精度问题,提出基于事件触发的网络化经纱张力H∞滤波控制策略。首先,分析碳纤维角联织机的工作原理,对整机进行动力学分析及其建模,基于Kelvin模型对织机整体建立张力动态模型,其次,建立织机张力网络化模型,考虑网络时延,采用Bernoulli分布序列来描述随机丢包并引入事件触发机制,构造了一种时滞相关的Lyapunov-Krasovskii泛函,最后,结合舒化补、Jensen不等式和倒凸组合等方法,以线性矩阵不等式形式建立闭环系统的H∞性能条件和控制器设计方法。仿真结果表明:所提控制器抗干扰能力强,提高了张力的控制精度。
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关键词
碳纤维角联织机
张力控制
网络化控制系统
事件触发机制
H∞控制
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Keywords
carbon fiber angle loom
tension control
networked control system
event triggering mechanism
H∞control
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分类号
TS103
[轻工技术与工程—纺织工程]
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题名基于策略迭代ADP的碳纤维角联织机张力控制
被引量：4
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作者
刘薇
张黎
李想
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机构
天津工业大学机械工程学院
天津工业大学天津市现代机电装备技术重点实验室
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出处
《天津工业大学学报》
CAS
北大核心
2023年第1期72-80,共9页
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基金
天津市自然科学基金资助项目(18JCYBJC88300)。
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文摘
针对碳纤维角联织机经纱张力控制问题,考虑开口等不确定因素对经纱张力的影响,建立了离散非线性送经系统张力控制模型,提出了策略迭代自适应动态规划(ADP),并对ADP中评价网络设计了自适应权值更新率;证明了策略迭代ADP在离散系统的收敛性,削减了非线性及不确定因素对经纱张力的影响,实现了对经纱张力的稳定控制,提高了系统鲁棒性。仿真结果表明:相比传统ADP,策略迭代ADP可以使经纱张力在2 s内快速无波动的到达稳定状态,使系统性能指标函数收敛更优。
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关键词
碳纤维角联织机
送经系统
策略迭代ADP
自适应权值更新率
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Keywords
carbon fiber multilayer diagonal Loom
let-off system
policy iterative adaptive dynamic programming(ADP)
adaptive weight update rate
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分类号
TS103.12
[轻工技术与工程—纺织工程]
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题名碳纤维角联织机经纱张力的H_(∞)网络化控制
被引量：4
- 4
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作者
夏鹏飞
刘薇
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机构
天津工业大学机械工程学院
天津工业大学天津市现代机电装备技术重点实验室
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2022年第20期8771-8780,共10页
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基金
天津市自然科学基金(17JCYBJC19400)。
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文摘
碳纤维作为一种基础性原材料被广泛应用于航空航天、新能源汽车等高尖端领域。为实现CANbus网络环境下碳纤维角联织机的经纱恒张力控制,提升碳纤维织物性能,提出了一种H_(∞)网络化经纱张力控制策略。首先,进行了织机分区域的动力学分析,深入研究了基于Kelvin模型的经纱张力动态模型建立;其次,在建立双向通道数据丢包和网络时延依赖的网络化模型基础上,给出了闭环系统均方指数稳定及H_(∞)稳定的充分条件,并用Lyapunov泛函、锥补线性化迭代(cone complementary linearisation, CCL)算法,给出了带有观测器的最优H_(∞)控制器的设计步骤;最终,仿真表明所提出的控制器可有效地提高经纱张力控制系统对网络因素及开口扰动的鲁棒性。
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关键词
碳纤维角联织机
张力控制
网络化控制系统
H_(∞)控制
纱线模型
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Keywords
carbon fiber diagonal loom
tension control
networked control system
H_(∞)control
yarn model
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分类号
TS103.7
[轻工技术与工程—纺织工程]
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题名基于事件触发GrHDP碳纤维角联织机张力控制方法
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作者
李文广
刘薇
朱志华
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机构
天津工业大学机械工程学院
天津市现代机电装备技术重点实验室
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2023年第20期8735-8744,共10页
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基金
天津市自然科学基金(17JCYBJC19400)。
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文摘
针对碳纤维角联织机经纱张力控制中存在的张力控制精度低与通信网络资源受限问题,提出一种基于事件触发目标再现启发式动态规划(event-triggered goal representation heuristic dynamic programing,ET-GrHDP)的张力控制方法。首先,分析碳纤维织机的织造原理,构建张力系统控制模型。其次,在GrHDP算法的基础上,采用小波神经网络(wavelet neural network,WNN)设计评价网络,BP神经网络(back propagation neural network,BPNN)设计执行网路和目标网络,以增强GrHDP近似最优控制的能力,同时引入事件触发机制,实现小波GrHDP张力控制器仅在事件触发时刻更新控制信号。最后,使用MATLAB软件对张力系统进行仿真控制实验。与经典GrHDP张力控制相比,所提控制策略在系统状态跟踪响应时间上缩短近22.9%,送经、卷取线速度均无超调量,张力超调量为1.8%,且抗干扰能力强,提高了张力系统的控制性能。在事件触发机制下,张力控制器降低近84%的计算次数,有效减少了通信资源的浪费。
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关键词
碳纤维角联织机
张力控制
事件触发机制
目标再现启发式动态规划
小波神经网络(WNN)
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Keywords
carbon fiber diagonal loom
tension control
event-triggered mechanism
goal representation heuristic dynamic programing
wavelet neural network(WNN)
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分类号
TS103
[轻工技术与工程—纺织工程]
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