国产电脑横机电控系统中的关键问题研究

【摘要】电脑横机是一种机电一体化的比较先进的全自动针织机械，与普通横机相比，具有自动化程度高、生产效率高等优点，适合高速、大批量的针织物生产，它是羊毛针织行业的主要机种。由于国产电脑横机起步晚，技术储备不足，与国外电脑横机相比，在智能化和一些关键技术上的研发还表现不足，这也使得一些高端电脑横机大多还依赖进口，为了提高国产电脑横机的竞争力，也为了打破国外对高端电脑横机的技术垄断，就必须加强对国产电脑横机中的关键技术的研究。本文重点是对国产电脑横机中机头运动位置检测这一关键问题进行研究，详细介绍了一种利用加速度传感器实时检测机头运动位置的方法。本文首先介绍了电脑横机的发展历程与市场前景，深入分析了国内外的研究现状，阐述了本文的研究意义与研究内容。在对电脑横机的基本结构与编织过程剖析的基础上，分析了对横机机头运动位置的精确控制的重要性，并根据传统国产横机在机头位置检测上存在的弊端，设计了基于加速度传感器的机头位置检测系统。通过将加速度传感器安装在横机机头上，随机头移动实时检测其运动加速度，在电压转换和模数转换后经积分算法计算出机头移动距离。系统中选用了中科院上海微系统所设计的一款高精度MEMS电容式加速度传感器MSCA3002对机头运动加速度进行检测，并以此为核心设计系统的硬件平台，主要包括主控电路、A/D转换电路、信号调理电路、与显示电路等，其中控制核心采用Cortex-M3内核的LM3S2B93，ADC采用24位高精度模数转换器ADS1255，信号调理用于实现信号除杂和差分电压的转换。软件部分主要包括加速度信号读取，位移积分算法的设计和位置信息显示与反馈。在系统调试过程中，对加速度传感器信号采集、输出电压转换、ADC转换的精度都做了细致的测试与分析，确保在进行位移积分算法时加速度数据的准确性。最后对整个检测系统进行了测试，从实验的角度验证了本系统设计的可行性，并对误差产生的原因做了细致的分析。
【作者】李光伟；
【导师】董林玺；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，微电子学与固体电子学，2014，硕士
【关键词】电脑横机；横机机头；位置检测；加速度传感器；积分算法；

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