基于改进蜣螂算法优化模糊PID的纤维缠绕机张力控制研究

1

作者 杜昊霏 梁建国 《机电工程》 北大核心 2025年第6期1170-1184,共15页

针对当前纤维缠绕机恒张力控制效果不佳的问题,深入分析了摆杆对缠绕张力控制系统的影响,建立了包含张力负反馈调节的摆杆动力学模型,并提出了一种基于改进蜣螂算法优化(IDBOA)的模糊PID(FPID)控制方法。首先,在蜣螂算法中通过Bernoull... 针对当前纤维缠绕机恒张力控制效果不佳的问题,深入分析了摆杆对缠绕张力控制系统的影响,建立了包含张力负反馈调节的摆杆动力学模型,并提出了一种基于改进蜣螂算法优化(IDBOA)的模糊PID(FPID)控制方法。首先,在蜣螂算法中通过Bernoulli混沌映射初始化种群,实现了种群位置的均匀分布目的,提高了算法的全局寻优能力;引入了黄金正弦策略,使种群在迭代寻优过程中具备周期性变化特性,增强了种群的搜索能力;然后,为了平衡算法全局搜索与局部收敛能力,自主设计了权重因子,动态改变了种群全局最佳位置对蜣螂位置更新的影响,使得搜索过程更加高效与精准;最终,为了评估该方法的性能,将改进后的蜣螂算法用于优化模糊PID控制器的初始参数,进行了仿真分析,并开展了实验,进一步验证了该方法的控制效果。研究结果表明:改进后的蜣螂算法相较于其他8种算法,具有更快的收敛速度和更高的精度;与传统PID、模糊PID控制器相比,基于改进蜣螂算法优化的模糊PID控制器在调节时间方面分别减少了76.7%和74.7%,在超调量方面分别减小了88.6%和84.9%,响应速度更快、超调量更小,克服了传统模糊PID控制器依赖人工经验、缺乏自适应性和精度不足的问题;基于改进蜣螂算法优化的模糊PID控制器相较于工业常用的传统PID控制器,纤维缠绕机张力控制精度提高了30.2%,响应速度提高了41.7%。实验结果与仿真结果一致,表明该控制方法具有优异的综合控制性能。 展开更多

关键词 纤维缠绕机 张力控制系统 蜣螂优化算法 模糊PID控制 超调量 响应速度

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于非测地线理论的六坐标纤维缠绕机运动方程 被引量：8

2

作者 付云忠 富宏亚 +1 位作者 路华 王永章 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期621-623,共3页

简述了纤维铺设原理和六坐标缠绕对于提高缠绕构件质量、实现异型构件缠绕的意义 ,并以回转体为典型构件 ,基于非测地线缠绕理论 ,根据纤维缠绕中丝嘴的运动规律 ,推导出六坐标缠绕机的各坐标运动方程 。

关键词 非测地线理论 纤维缠绕机 缠绕模型 运动方程 复合材料

在线阅读 下载PDF 职称材料

弯管制造过程中三坐标纤维缠绕机运动分析 被引量：7

3

作者 刘荣梅 肖军 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期520-523,共4页

在确定弯管及其连接段稳定缠绕线型分布的基础上 ,利用绕丝嘴与芯模之间相对运动关系 ,建立纱线的悬纱方程 ,可进一步解出缠绕机运动轨迹方程。文中研究绕丝嘴作平动时缠绕机的三坐标运动方程 ,即绕丝嘴的平动方程和芯模转角方程 。

关键词 弯管 制造 三坐标纤维缠绕机 运动轨迹 计算机控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

多向纤维缠绕机缠绕线型及其控制系统的设计 被引量：4

4

作者 刘良森 谢霞 +2 位作者 邱冠雄 姜亚明 王鹏 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期36-38,35,共4页

首先对多向纤维缠绕机的结构特性及工作原理进行了概述,然后分别对轴向缠绕、环向缠绕、螺旋向缠绕等的缠绕线型规律进行了分析与计算,并以实现多向纤维缠绕线型为目的,对其相应的控制系统进行了设计。这些为多向纤维缠绕复合材料制品... 首先对多向纤维缠绕机的结构特性及工作原理进行了概述,然后分别对轴向缠绕、环向缠绕、螺旋向缠绕等的缠绕线型规律进行了分析与计算,并以实现多向纤维缠绕线型为目的,对其相应的控制系统进行了设计。这些为多向纤维缠绕复合材料制品的制造工艺提供了理论上的指导。 展开更多

关键词 多向纤维缠绕机 线型规律 轴向缠绕 控制要求

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于Creo和ADAMS的纤维缠绕机挂纱机构设计与仿真 被引量：6

5

作者 田会方 周承光 张军伟 《玻璃钢／复合材料》 CSCD 北大核心 2017年第5期80-83,共4页

通过对纤维缠绕机的结构特性和工作原理的概述,发现目前国内纤维缠绕机存在的问题和不足,然后根据实际生产需要在建模软件Creo中对气瓶纤维缠绕机自动挂纱机构进行设计与装配。利用MECH/PRO接口将挂纱机构模型导入ADAMS中,并对其进行了... 通过对纤维缠绕机的结构特性和工作原理的概述,发现目前国内纤维缠绕机存在的问题和不足,然后根据实际生产需要在建模软件Creo中对气瓶纤维缠绕机自动挂纱机构进行设计与装配。利用MECH/PRO接口将挂纱机构模型导入ADAMS中,并对其进行了挂纱运动仿真,对几种常见型号的气瓶芯模进行模拟挂纱,获得了机构的运动特性。研究结果表明,所设计的纤维缠绕机自动挂纱机构满足多种尺寸的芯模挂纱设计要求,对解决目前国内纤维缠绕机存在自动化程度不高的问题有一定的指导意义。 展开更多

关键词 纤维缠绕机 自动挂纱 ADAMS 运动仿真

在线阅读 下载PDF 职称材料

微机控制纤维缠绕机四坐标联动数学模型的研究 被引量：3

6

作者 夏承光 潘广洲 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1996年第2期152-157,共6页

本文借助微分几何，推导了微机控制纤维缠绕机四坐标的运动方程，并特别分析了旋转体测地丝缠绕中绕丝咀的运动规律和摆角方程．

关键词 纤维缠绕机 计算机控制 玻璃纤维 数学模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于PROFIBUS-DP的四轴纤维缠绕机计算机数控系统 被引量：1

7

作者 田会方 田从莲 《机电工程》 CAS 2005年第1期19-22,共4页

介绍了将基于Profibus-DP现场总线技术的计算机数控系统应用于四轴联动纤维缠 绕机,给出了该数控系统的系统结构,分析了系统通信原理。计算机数控系统的应用,提高了纤维 缠绕机的自动化水平,提高了产品质量和生产效率。

关键词 现场总线 PROFIBUS-DP 纤维缠绕机 计算机数控系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于运动控制的纤维缠绕机控制系统设计 被引量：1

8

作者 俞建峰 周杰 《江南大学学报（自然科学版）》 CAS 2009年第2期159-163,共5页

研制了一种可实现双层缠绕功能的新型五轴联动数控缠绕机,包括收线系统、放线系统、张力器和控制系统4个部分。缠绕机控制系统采用上位工控机和下位多轴运动控制卡的主从式控制结构,伺服驱动方式采用脉冲加方向的位置控制方法,并结合纤... 研制了一种可实现双层缠绕功能的新型五轴联动数控缠绕机,包括收线系统、放线系统、张力器和控制系统4个部分。缠绕机控制系统采用上位工控机和下位多轴运动控制卡的主从式控制结构,伺服驱动方式采用脉冲加方向的位置控制方法,并结合纤维缠绕的动作要求编制逻辑控制程序。该缠绕机已成功投入使用,实际运用表明双CPU结构的控制系统具有开放性好、易于重构、集成度高的特点。 展开更多

关键词 纤维缠绕机 运动控制 控制系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

多工位数控纤维缠绕机的研究与设计 被引量：1

9

作者 徐东亮 王成 +1 位作者 徐征 朱炯滔 《玻璃钢／复合材料》 CSCD 北大核心 2018年第6期89-93,38,共6页

通过对已知的纤维缠绕机进行研究,并对其工作原理和结构特性进行分析,发现在当前的系统之中,存在纤维制品生产过程不连续、效率低下等问题,然后改进了纤维缠绕机,并制定出改进后的工作流程,设计出多工位纤维缠绕机成型结构,采用Solidwo... 通过对已知的纤维缠绕机进行研究,并对其工作原理和结构特性进行分析,发现在当前的系统之中,存在纤维制品生产过程不连续、效率低下等问题,然后改进了纤维缠绕机,并制定出改进后的工作流程,设计出多工位纤维缠绕机成型结构,采用Solidworks完成了三维建模,并将处理完毕后的三维模型导入Workbench中进行仿真分析。在原有纤维缠绕机的基础上进行优化,采用了龙门式布局结构、机械手装卸芯模方案、床头箱动力分离输出装置、两列芯模交替协同作业等技术措施,既保证了结构的整体性,节省了人工成本,又提高了纤维缠绕机的自动化水平,使缠绕小车在机械手的协助下能够最大限度地实现连续缠绕生产,大大提高了制品的生产效率。同时对横梁进行响应曲面的优化设计以减少横梁的重量,节省了成本,并对纤维缠绕机的横梁进行静力学分析,判断设计是否合理。 展开更多

关键词 纤维缠绕机 复合材料 结构设计 仿真分析 SOLIDWORKS WORKBENCH

在线阅读 下载PDF 职称材料

数控纤维缠绕机后置处理中线性插补指令的生成方法

10

作者 黄开榜 路华 +2 位作者 贾延林 王岗 姜梁超 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第4期93-95,98,共4页

探讨了数控纤维缠绕机后置处理中的线性插补指令的生成方法,并推导了纤维缠绕成型过程中的动态出纱速度公式。

关键词 数控纤维缠绕机 后置处理 线性插补指令

在线阅读 下载PDF 职称材料

数控纤维缠绕机后置处理程序的研究

11

作者 王永章 孙国强 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 1996年第1期37-40,共4页

在缠绕程序编制中，后正处理是数控缠绕机的关键问题。本文根据测地线缠绕的数据文件，研制了四坐标纤维缠绕机的后置处理程序。

关键词 纤维缠绕机 后置处理 复合材料 树脂基

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于网络的纤维缠绕机远程监控关键技术研究 被引量：4

12

作者 朱晓明 王永章 +1 位作者 富宏亚 陈昭会 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期265-269,共5页

为了解决6轴数控纤维缠绕机规模生产、分散加工时的生产管理效率低下问题,提出了采用基于网络的远程监控系统。系统采用客户机／服务器体系结构,实现端对端的直接控制,具有很好的实时性。系统设计采用模块化软件设计思想:服务器端包括3... 为了解决6轴数控纤维缠绕机规模生产、分散加工时的生产管理效率低下问题,提出了采用基于网络的远程监控系统。系统采用客户机／服务器体系结构,实现端对端的直接控制,具有很好的实时性。系统设计采用模块化软件设计思想:服务器端包括3个模块:通讯、加工控制和客户管理模块。客户端采用微软的ActiveX控件技术,包括通讯、控制和状态显示模块。另外,为了解决系统运行过程中多客户访问所带来的稳定性和安全问题,提出了控制权分配、多客户管理、客户连接以及服务器负载等多种策略,保证了系统的可靠性和扩展性。 展开更多

关键词 网络化制造 远程监控 纤维缠绕机

在线阅读 下载PDF 职称材料

纤维缠绕机传动系统计算机设计的研究 被引量：3

13

作者 胡冰 刘晓静 吴耀楚 《工程塑料应用》 CAS CSCD 2000年第12期9-11,共3页

介绍用VC++语言对纤维缠绕机的传动系统进行计算机设计,通过给定缠绕制品的基本参数,可设计计算出缠绕的线型规律及实际传动比、芯模的转速、链轮的布局等传动系统的设计,为工程技术人员对缠绕机传动系统的设计提供了简便、快捷、精确... 介绍用VC++语言对纤维缠绕机的传动系统进行计算机设计,通过给定缠绕制品的基本参数,可设计计算出缠绕的线型规律及实际传动比、芯模的转速、链轮的布局等传动系统的设计,为工程技术人员对缠绕机传动系统的设计提供了简便、快捷、精确的设计途径。 展开更多

关键词 纤维缠绕机 传动系统 计算机 设计 聚合物基复合材料

在线阅读 下载PDF 职称材料

JKCR120／800B型微机数控纤维缠绕机控制软件的研制

14

作者 王亮清 那海涛 王永章 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 1994年第3期38-43,共6页

本文介绍了ＪＫＣＲ１２０／８００Ｂ型微机数控纤维缠绕机的控制软件，内容包括该软件的特点及其主程序、分频中断子程序和键盘中断子程序的编制。

关键词 控制软件 纤维缠绕机 微机

在线阅读 下载PDF 职称材料

纤维缠绕技术的发展及研究现状 被引量：44

15

作者 谢霞 邱冠雄 姜亚明 《天津工业大学学报》 CAS 2004年第6期19-22,29,共5页

从纤维缠绕的概念、发展史及发展趋势等方面对纤维缠绕技术的发展过程及研究现状做了综述,重点介绍了未来纤维缠绕工艺和纤维缠绕机械的发展趋势,即缠绕工艺与其他工艺的复合化、热塑性树脂缠绕的日益增多以及缠绕机械的精密化、高效化... 从纤维缠绕的概念、发展史及发展趋势等方面对纤维缠绕技术的发展过程及研究现状做了综述,重点介绍了未来纤维缠绕工艺和纤维缠绕机械的发展趋势,即缠绕工艺与其他工艺的复合化、热塑性树脂缠绕的日益增多以及缠绕机械的精密化、高效化、柔性化等,并对我国纤维缠绕技术的现状做了概述. 展开更多

关键词 纤维缠绕工艺 纤维缠绕机 复合材料

在线阅读 下载PDF 职称材料

微机控制纤维缠绕三通管机械 被引量：4

16

作者 李先立 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 1995年第1期27-30,共4页

本文简单介绍了由计算机控制纤维缠绕三通管的设备工作原理及芯模设计。

关键词 计算机控制 纤维缠绕机 三通管 缠绕机 玻璃纤维

在线阅读 下载PDF 职称材料

机械式缠绕机的三坐标机械联动控制分析 被引量：1

17

作者 张吉法 邹方利 《机械设计》 CSCD 北大核心 2009年第4期48-50,共3页

文中首次对机械式缠绕机实现三坐标机械联动控制进行了研究,提出了伸臂运动联动控制方案;并对控制参数进行了理论分析,确定了伸臂控制杆的有效长度和两固定挡块之间的有效距离计算方法,以及机构控制环链的布局方案;对伸臂控制丝嘴运动... 文中首次对机械式缠绕机实现三坐标机械联动控制进行了研究,提出了伸臂运动联动控制方案;并对控制参数进行了理论分析,确定了伸臂控制杆的有效长度和两固定挡块之间的有效距离计算方法,以及机构控制环链的布局方案;对伸臂控制丝嘴运动轨迹进行误差分析,提出了减小缠绕线型误差的调整方法。 展开更多

关键词 纤维缠绕机 三坐标联动控制 伸臂机构

在线阅读 下载PDF 职称材料

缠绕线型及传动系统的计算机辅助设计 被引量：3

18

作者 胡俊 李鹏 吴耀楚 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 2003年第1期30-31,34,共3页

本文采用VisualC + + 6.0作为程序开发语言 ,开发出机械式控制纤维缠绕机线型及传动系统计算机辅助设计软件 ,通过给定缠绕制品的基本参数即可快速计算出纤维缠绕线型的基本规律及传动系统的实际传动比、固定传动比、挂轮传动比、主轴... 本文采用VisualC + + 6.0作为程序开发语言 ,开发出机械式控制纤维缠绕机线型及传动系统计算机辅助设计软件 ,通过给定缠绕制品的基本参数即可快速计算出纤维缠绕线型的基本规律及传动系统的实际传动比、固定传动比、挂轮传动比、主轴的转速以及环链的长度、链节数、链轮的节圆直径及链轮的排布方式等传动系统的设计 ,为工程技术人员对纤维缠绕机缠绕线型及传动系统的设计提供了简捷、快速。 展开更多

关键词 纤维缠绕机 玻璃钢 缠绕线型 传动系统 计算机辅助设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

多轴联动线性插补及其“S加减速”规划算法 被引量：28

19

作者 付云忠 王永章 +1 位作者 富宏亚 路华 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2001年第9期9-11,共3页

文章将速度的S曲线加减速规划算法用于多轴联动线性插补的前加减速处理 ,推导了插补迭代公式 ,并给出了实现算法。将该规划算法用于多坐标联动纤维缠绕机的数控系统中 ,效果很好。

关键词 线性插补 S曲线速度规划 加减速 算法 纤维缠绕机 数控系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

精密张力控制系统及其控制精度的研究 被引量：30

20

作者 王春香 王永章 +1 位作者 路华 付云忠 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期407-408,415,共3页

文中通过对数控纤维缠绕机精密张力控制系统的工作原理及影响其控制精度因素的分析与研究 ,建立了系统的数学模型 ,并采取了张力补偿技术。经运行证明 ,该系统技术先进、合理 ,提高了纤维缠绕中张力的控制精度。

关键词 数控纤维缠绕机 张力控制系统 控制精度

在线阅读 下载PDF 职称材料