基本信息
- 項目名稱：
- 基于ARM與超聲波測距的張力控制器
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 在工業(yè)的很多生產(chǎn)行業(yè)中，都需要精確的張力控制，使張力維持在期望值所允許的范圍內(nèi)，用以減少原材料的浪費及提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。在造紙、印刷行業(yè)中，張力是一個重要的影響參數(shù)。張力過大可能使紙張撕裂或者過薄，而過小則可能引起紙張起皺和材質(zhì)的不均勻，降低其品質(zhì)。 本設計采用STM32作為主控制芯片，利用超聲波測距間接推斷張力大小，利用細致的PID算法達到控制張力的目的。
- 詳細介紹：
- 采用的主控芯片為STM32系列ARM處理器。相對于出現(xiàn)較早也較為成熟的51系列單片機，ARM處理速度更高，抗干擾能力強，具有豐富的內(nèi)部資源。首先用張力控制器上的按鍵選擇工作模式和記錄和設定相關的半徑、電壓數(shù)據(jù)的初始值，并將它們寫入EEPROM，通過按鍵啟動超聲波測距模塊，超聲波模塊開始工作，超聲波模塊的發(fā)射端垂直照射紙卷，當檢測到紙卷的厚度有變化時（這個變化值可以自己設定），返回數(shù)據(jù)，通過我們自己設定的算法，來控制max504的輸出，從而經(jīng)過電壓和功率放大用來控制磁粉控制器轉(zhuǎn)矩的大小，達到穩(wěn)定平衡的效果。并且，本設計加入了溫度濕度傳感器用來校正超聲波傳感器的參數(shù)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 在工業(yè)的很多生產(chǎn)行業(yè)中，都需要精確的張力控制，使張力值維持在期望值所允許的范圍內(nèi)，用以減少原材料的浪費及提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。在造紙、印刷行業(yè)中，張力是一個重要的影響參數(shù)（通常大小為恒定值）。張力過大可能使紙張撕裂或者過薄，而過小則可能引起紙張起皺和材質(zhì)的不均勻，降低其品質(zhì)。 1.采用STM32F103RBT6嵌入式ARM處理器做主控制器。 2.采用AD7705采集微弱的壓力信號。 3.采用模糊PID算法處理信號。 4.運用磁粉制動器為主要執(zhí)行部件 5.良好的顯示和控制接口。 6.具有多通訊模式。 7.擁有友好的上位機界面。 8.在硬件設計中加入硬件抗干擾措施。 9.溫度補償使超聲波傳感器的檢測更加準確。 技術指標： 1． 靜態(tài)指標 靜態(tài)率=|穩(wěn)態(tài)張力值-給定張力值|/ 給定張力值*100% 靜態(tài)率是檢驗系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時能否達到最終給定張力，驗證系統(tǒng)準確度的指標。 張力波動率=|最大張力值-最小張力值|/期望張力值*100% 2．動態(tài)指標 張力變換時間：指當系統(tǒng)張力發(fā)生變化，從原穩(wěn)態(tài)張力值變?yōu)樾路€(wěn)態(tài)張力值所需要的時間。
科學性、先進性
- 本新型張力控制器具有速度快、準確度高、抗干擾能力強的特點，相對于國外產(chǎn)品又有價格低廉的優(yōu)勢。本設計采用了ARM處理器，增強了處理速度和穩(wěn)定性；采用模糊PID算法處理信號，大大提高了張力控制器的性能，其方便使用與人性化的設計，再加上其他市場應用性強的功能。其實用性和應用前景值得期待。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 該作品在濟南某印刷廠實地測試是可行的。 沒有獲獎經(jīng)歷。
作品所處階段
- 正在進一步改進與完善。
技術轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 照片，資料
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 本新型張力控制器具有速度快、準確度高、抗干擾能力強的特點，相對于國外產(chǎn)品又有價格低廉的優(yōu)勢。本設計采用了ARM處理器，增強了處理速度和穩(wěn)定性；采用模糊PID算法處理信號，大大提高了張力控制器的性能，其方便使用與人性化的設計，再加上其他市場應用性強的功能。其實用性和應用前景值得期待。
同類課題研究水平概述
- 中國的張力控制器行業(yè)已經(jīng)經(jīng)過了起步階段、過渡階段，正式進入成長階段，一步步走向成熟。所以說在這特殊階段，它還有很大的市場前景。站在前人的基礎，開拓進取把技術做成熟，就可占得市場。2010年過節(jié)的宏觀經(jīng)濟政策有利于本國的張力控制器的發(fā)展。
