用于控制机动化积极式纱线供给器的纱线张力的方法技术

本申请涉及用于控制机动化积极式纱线供给器的纱线张力的方法。纱线(Y)缠绕在供给器的机动化卷轴(12)上，供给器从线轴(S)中抽拉纱线(Y)并将其供给到针织机(KM)。控制单元(CU)基于从张力传感器(14)接收的信号通过闭环调整卷轴(12)的旋转速率，以将纱线(Y)的张力稳定在期望值(Tdes)。将由张力传感器(14)测量的张力(T)与期望值(Tdes)进行比较，以获得误差(Terr)，该误差借由比例

【技术实现步骤摘要】
用于控制机动化积极式纱线供给器的纱线张力的方法
[0001]本专利技术涉及用于控制机动化积极式纱线供给器(motorized positive yarn feeder)的纱线张力的方法。
[0002]众所周知，在一般的织造工艺中，纱线可以通过称为“积极”型的机动化纱线供给器被供给向下游的纺织机，例如特别是针织机。
[0003]这种类型的供给器设置有机动化卷轴(reel)，纱线被反复缠绕在该卷轴上(例如，3圈或4圈)，使得纱线通过摩擦附着到卷轴上。通过转动卷轴，纱线从上游的线轴展开，并被供给到下游的针织机。
[0004]在工作期间，控制单元基于从张力传感器接收的信号通过闭环调制卷轴的旋转速率，以便将供给到针织机的纱线的张力稳定在由用户设定的曲线(profile)或固定值。
[0005]影响纱线张力最大的因素之一是纱线从供给器离开的速度与被针织机抽拉的速度之间的差。
[0006]因此，为了提高控制回路的性能，对于某些应用，已知在工作期间将针织机的速度信息传输到供给器。
[0007]影响纱线张力的其他因素还有纱线的刚度以及供给器与针织机之间的距离。
[0008]因此，再次为了提高控制回路的性能，在一些情况下，控制单元使得可以根据纱线的类型并间接地根据供给器和针织机之间的距离手动选择一些调节参数。
[0009]用于优化控制回路性能的上述解决方案使线路设置相当复杂，因为它们需要手动输入关于所有供给器的操作参数和/或以电子方式将针织机连接到供给器以便传输速度信息。此外，这最后一种解决方案并不总是可行的，因为许多针织机，特别是那些仍在广泛使用的较新的针织机，没有配备在外部传输速度信号的设备。
[0010]因此，本专利技术的目的在于提供以下方法，该方法使得可以以比已知解决方案更精确且更可靠的方式控制纱线的张力，在工作期间自动优化与所涉及的各种因素(特别是纱线的类型、针织机的速度变化以及供给器与针织机之间的距离)有关的性能。
[0011]通过继续描述将变得更加明显的该目的以及这些和其它目标通过具有权利要求1中所描述特征的调整纱线张力的方法来实现，而从属权利要求限定本专利技术的其他有利的、尽管是次要的特征。
附图说明
[0012]现在将参考本专利技术的优选但非排他的实施例更详细地描述本专利技术，这些实施例在附图中通过非限制性示例示出，其中：
[0013]图1是将纱线供给到针织机的机动化积极式纱线供给器的示意图；
[0014]图2是根据本专利技术的方法的框图视图；
[0015]图3是描绘了根据本专利技术的方法中一些过程参数变化的影响的组合图；
[0016]图4是普通针织机的纱线抽拉速度分布曲线的示例图表。
[0017]图1是将纱线Y供给到纺织机，特别是针织机KM的机动化积极式纱线供给器10的示意图。
[0018]供给器10包括机动化卷轴12，纱线Y被反复缠绕在该卷轴上(例如，3圈或4圈)，使得纱线通过摩擦附着到卷轴上。通过转动卷轴12，纱线Y从上游的线轴S上展开，并被供给到下游的针织机KM。
[0019]可以集成到供给器10中的控制单元CU被连接以基于从张力传感器14(也可选地集成在供给器10中)接收到的信号通过闭环调节卷轴12的旋转速度，以便将供给到机器的纱线的张力稳定在固定值或由用户设置的曲线上。
[0020]供给器10还设置有用于测量卷轴12的角速度ω
R
的装置(未示出)，该装置通常可以包括编码器、一系列霍尔传感器或其他类似的已知设备。
[0021]如本领域技术人员将容易理解的，纱线Y的释放速度V
R
可以假定为等于卷轴12的角速度ω
R
与卷轴12的半径的乘积。
[0022]供给器10被布置在距针织机KM的距离L处，针织机KM以抽拉速度V
KM
抽拉纱线。关于本专利技术，距离L和抽拉速度V
KM
假定为未知的，纱线Y的机械特性(特别是刚度)也是未知的。
[0023]众所周知，抽拉速度V
KM
例如在提供设计期间可以在很大范围内变化。闭环控制系统的目的在于限制由于针织机的抽拉速度V
KM
的所述变化而引起的纱线Y的张力变化。
[0024]图2示出了闭环控制系统的架构。
[0025]以本身已知的方式，控制系统通常包括纱线张力控制回路YTL、卷轴速度控制回路RSL和穿过电动机(未示出)的电流的控制回路，该电流的控制回路被包含在速度控制回路RSL内。
[0026]优选地，速度控制回路RSL和电流控制回路借助于恒定参数线性调节器以常规方式进行控制，以便在输入端接收参考角速度ω
R
ref并在输出端返回释放速度V
R
。如前所述，释放速度V
R
和抽拉速度V
KM
之间的差生成纱线Y上的张力T。张力T由张力传感器14测量，并与张力控制回路YTL的减法器节点N中的期望张力Tdes进行比较，从而生成张力误差Terr。期望张力Tdes可以具有恒定值或可随时间变化的曲线。
[0027]根据本专利技术，参考角速度ω
R
ref由比例
‑
积分
‑
微分调节器PID生成，该PID在输入端接收张力误差Terr，并具有积分常数K
I
，该积分常数K
I
不是常数而是通过自校准程序18迭代地更新，该自校准程序18适于最小化由张力传感器14生成的信号的性能指数(或成本函数)。
[0028]在下面描述的优选实施例中，张力信号的方差用作性能指数。
[0029]优选地，自校准程序包括以下步骤：
[0030]‑
通过应用当前的积分常数K
I
对张力信号T的预设数量N的样本计算方差V(K
I
)，
[0031]‑
借助于黑盒优化算法选择新的积分常数K
I
'，
[0032]‑
如果新的积分常数K
I
'落在预定的最小保护值K
Imin
和最大保护值K
Imax
之间所包含的间隔内，则使用新的积分常数K
I
'重复该程序，否则使用当前的积分常数K
I
重复该程序。
[0033]根据本专利技术的目的和目标，在实践中还发现，具有以上述方式迭代更新的积分常数的比例
‑
积分
‑
微分调节器PID具有以下效果：使由针织机的速度变化引起的张力峰值的幅度最小化，同时避免张力信号的过多振荡(excessive oscillations)。
[0034]如本领域技术人员容易理解的，这两个目的通常是冲突的，因为“积极的”或“快速的”调整需要张力峰值的快速减小，但由于张力测量噪声而可能导致稳态振荡。反之亦然，“稳健的”或“缓慢的”调整会产生更规则的张力信号走向，但峰值幅度高。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于控制纱线供给器中的纱线张力的方法，该类型的纱线供给器设置有卷轴(12)，所述卷轴(12)适于承载缠绕在所述卷轴上的纱线(Y)并由电机驱动旋转，以便从线轴(S)中抽拉所述纱线(Y)并将所述纱线供给到针织机(KM)，其中控制单元(CU)基于从张力传感器(14)接收的信号通过闭环调整所述卷轴(12)的旋转速率，以便将所述纱线(Y)的张力稳定在根据预设曲线随时间可变或固定的期望值(Tdes)，其中将由所述张力传感器(14)测量的所述张力(T)与所述期望值(Tdes)进行比较，以便获得误差(Terr)，所述误差借助于比例
‑
积分
‑
微分调节器(PID)生成将被发送到卷轴速度控制回路(RSL)的参考角速度(ω
R
ref)，其特征在于，所述比例
‑
积分
‑
微分调节器(PID)具有积分常数K
I
，所述积分常数K
I
借助于自校准程序(18)迭代地更新，所述自校准程序适于使由所述张力传感器(14)生成的信号的性能指数最小化。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述性能指数是所述张力信号的方差V(K
I
)。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述性能指数是在预设数量的连续间隔(M)上计算的所述张力信号的平均方差E[var(K
I
)]。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自校准程序包括以下步骤：通过应用当前的积分常数K
I
对所述张力信号(T)的预设数量(N)的样本计算所述性能指数，借助于黑盒优化算法选择新的积分常数K
I
'，如果所述新的积分常数K
I
'落在预定的最小保护值K
Imin
和最大保护值K
Imax
之间所包含的保护间隔内，则使用所述新的积分常数K
I
'重复所述程序，否则使用所述当前的积分常数K
I
重复所述程序。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述黑盒优化算法包括以下步骤：执行第一被动测试，其中在预定的时间间隔内使用固定的当前的积分常数K
I
，然后计算在所述时间间隔中所述张力信号的所述性能指数，根据以下公式计算所述当前的积分常数K
I
的最小步长δK
I
：其中，γ
minstep
是通过实验确定的最小步长系数，执行第二被动测...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：贝加莫大学，
类型：发明
国别省市：