随着复合材料技术的发展,在航空航天等领域,有很多关键部件都逐渐用复合材料缠绕制品代替,但是由于一些制品缠绕工艺的繁琐性,目前还处于人工缠绕的状况,缠绕制品的质量难以保证。因此开发这类制品的自动化缠绕设备具有非常重要的意义。 本课题结合某型缠绕制品的特殊缠绕工艺,针对制品柱段缠绕过程中张力、压力、温度等物理参数难以实现的问题,提出了柱段缠绕过程中张力、温度、压力的施加方案。并将XHG-6布带缠绕机的物理参数施加方式应用于专用缠绕机的锥段缠绕,对专用缠绕机进行了方案设计。 在制品缠绕过程中,缠绕张力的稳定控制是保证产品质量的关键技术之一,文章针对柱段布块缠绕张力精密控制的要求,提出了以计算机为主控机,以力矩电机为执行元件的张力控制系统方案,对专用缠绕机的张力控制系统进行了深入研究,并建立了以力矩电机为执行元件的张力控制系统的数学模型。考虑到专用缠绕机布块缠绕的特点以及工作环境干扰影响大的因素,并针对常规PID控制系统中三个控制参数(P、I、D)人工整定麻烦,控制效果不理想的缺点,提出了将模糊自整定PID控制算法应用到张力控制系统中,并利用MATLAB语言对张力控制系统进行了仿真研究,仿真结果表明模糊自整定PID控制算法在张力控制系统中是非常可行有效的。 文章还对专用缠绕机的物理参数控制软件的关键性技术进行了研究,包括数字滤波、模糊自整定PID控制算法以及软件的抗干扰性等。最后对布块缠绕的张力控制系统进行了实验研究,实验表明模糊自整定PID控制克服了常规PID控制的缺陷,能保证对张力的稳定控制,满足系统要求的性能指标。