CN113737364B - 一种用于圆织机的驱动器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于圆织机的驱动器及其控制方法，该方法包括：获取与圆织机运行状态相关的信息和数据；根据获取的所述与圆织机运行状态相关的信息和数据，确定圆织机的电机转矩调节量，所述圆织机的电机转矩调节量用于根据圆织机的运行状态去调节电机的转矩；将圆织机的电机转矩调节量输出至电机控制器，进而调节电机转矩，使圆织机收卷时的张力保持恒定。本发明通过监测圆织机收卷相关的运行状态参数，在收卷织物过程中，随着圆织机收卷状态的不断变化，仍然可以保持收卷织物时张力的恒定，使织物在收卷时能够均匀卷绕在卷筒上，避免出现张力过大断裂、张力过小松散，收卷后出现褶皱，收卷受力不均匀等现象。

Description

一种用于圆织机的驱动器及其控制方法

技术领域

本发明属于智能控制技术领域，特别涉及一种用于圆织机的驱动器及其控制方法。

背景技术

纺织工业是将天然的或人工合成的纤维加工成纱、丝、线、绳、织物及其染整制品的工业。纺织工业包括纺织业、服装业、化学纤维制造业和纺织专用设备制造业。纺织业包括棉纺织、毛纺织、麻纺织、丝绢纺织、针织业；服装业包括服装、制帽、制鞋业；化纤业包括合成纤维、人造纤维制造业。纺织产品按应用领域分为：衣着用、装饰用、产业用纺织品三大类。而圆织机是目前纺织业中应用广泛的一种新型纺织设备，主要的加工对象是聚丙烯或者高密度聚乙烯，是一种呈圆筒状的编织机器，用于编织筒布，圆织机可分为四梭圆织机、六梭圆织机和八梭圆织机三大类，主要应用在食品包装，化学制品和建筑施工等领域。现有很多纺织产品都要使用到圆织机，不仅生产和加工出的产品质量有所保障，还可对特定工作条件的原材料具有很好的加工处理方式，大大提高了生产效益。

圆织机主要有四个部分，分别是送经部分、主机部分、提升部分和收卷部分。送经部分主要是一些传送装置，由电机、减速机和传动链组成，由主机和电机带动传送链来对纺织品进行计划性地输送，同时通过减速机对速度的进行控制。主机部分主要是负责对整体的传送和打纬工作进行控制，借助传送带的圆周运动，对纺织品的各个生产环节进行调控，它主要是由变频机带电机实现主旋盘旋转。提升部分，主要是通过减速机的伺服对织布进行提升，利用电机速度对提升速度进行控制，最后收卷部分进一步进行收卷工作，完成对于纺织品的加工。而收卷部分，为了能使织物均匀的卷绕，需要使收卷过程中的受力稳定均匀。目前对收卷部分较多采用的是机械式张力调节方式，存在收卷张力稳定性差、张力控制精度较差，这样导致收卷张力变化范围较大，容易出现张力过大断裂、张力过小松散，收卷后出现褶皱，收卷受力不均匀等不良现象。

发明内容

鉴于以上问题，本申请提供一种用于圆织机的驱动器及其控制方法，以及相应的计算机装置，以解决上述技术问题。

具体而言，本发明提供了以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种用于圆织机的驱动器的控制方法，所述方法包括：

获取与圆织机运行状态相关的信息和数据；

根据获取的所述与圆织机运行状态相关的信息和数据，确定圆织机的电机转矩调节量，所述圆织机的电机转矩调节量用于根据圆织机的运行状态去调节电机的转矩；

将圆织机的电机转矩调节量输出至电机控制器，进而调节电机转矩，使圆织机收卷时的张力保持恒定。

进一步的，所述获取与圆织机运行状态相关的信息和数据，包括：

获取与圆织机收卷相关的第一电机、第二电机、第一收卷辊、第二收卷辊的运行状态参数，以及获取收卷张力的设定值；

此处需要说明的是，所述获取与圆织机收卷相关的第一电机、第二电机、第一收卷辊、第二收卷辊的运行状态参数，包括：获取第一收卷辊的直径、第二收卷辊未收卷织物时的直径、第一收卷辊与第一电机之间的减速比、第二收卷辊与第二电机之间的减速比、第二收卷辊未收卷织物时的重量、织物密度、织物收卷的宽度、第二收卷辊在收卷时的动摩擦系数；实时采集圆织机第一电机的角速度、第二电机的角速度；

其中，所述第一电机用于驱动第一收卷辊，所述第二电机用于驱动第二收卷辊，所述第一收卷辊用于将圆织机编制好的织物提升，所述第二收卷辊将圆织机编制好的织物收卷到卷筒上，同时平衡收卷时的张力，使织物在收卷时能够均匀卷绕在第二收卷辊的卷筒上，随着第二收卷辊收卷织物过程中直径的不断变化，仍然可以保持收卷时张力的恒定。避免出现张力过大断裂、张力过小松散，收卷后出现褶皱，收卷受力不均匀等现象。

进一步的，根据获取的所述与圆织机运行状态相关的信息和数据，确定圆织机的电机转矩调节量，包括：

根据获取与圆织机收卷相关的第一电机、第二电机、第一收卷辊、第二收卷辊的运行状态参数，以及收卷张力的设定值，确定电机的负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量；

根据所述负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量，进行加权计算得到圆织机的电机转矩调节量。

进一步的，所述将圆织机的电机转矩调节量输出至电机控制器，进而调节电机转矩，使圆织机收卷时的张力保持恒定，包括：

将圆织机的电机转矩调节量输出至第二电机的控制器，根据运行状态实时调节第二电机的转矩，使第二收卷辊的收卷张力保持在设定值误差范围内。

本发明实时采集圆织机第一电机的角速度、第二电机的角速度的动态参数，再获取与织物收卷部分相关的静态参数，比如第一收卷辊的直径、第二收卷辊未收卷织物时的直径、第一收卷辊与第一电机之间的减速比、第二收卷辊与第二电机之间的减速比、第二收卷辊未收卷织物时的重量、织物密度、织物收卷的宽度、第二收卷辊在收卷时的动摩擦系数等参数；通过将织物收卷部分的动态参数和静态参数相结合，综合各种影响因素进行转矩调节量的确定，使圆织机织物收卷时，可以根据收卷过程中各部分状态的变化，及时准确地调整电机转矩的输出，保证收卷张力的稳定，使收卷张力的控制更精确、动态响应更快。

进一步的，根据所述负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量，进行加权计算得到圆织机的电机转矩调节量，包括

根据所述负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量，利用第一关系式进行加权计算得到圆织机的电机转矩调节量；

其中，所述第一关系式包括：T_t＝k₁T_α+k₂T_β+k₃T_γ

其中，T_t为圆织机的电机转矩调节量；

k₁为负载转矩调节系数；

T_α为负载转矩调节量；

k₂为惯量转矩调节系数；

T_β为惯量转矩调节量；

k₃为摩擦转矩调节系数；

T_γ为摩擦转矩调节量；

此处需要说明的是，T_t为在最近一次调节的基础上进行叠加的调节量，即通过定期采样并计算后，在需要进行调节时，将当前采样时的T_t叠加在第二电机的转矩上，作为新的转矩输出。这样即可根据具体运行状态，不断调节收卷电机转矩，使圆织机收卷时的张力保持恒定。

本发明将影响电机转矩变化的三种因素：负载转矩变化、惯量转矩变化、摩擦转矩变化，均作为确定与圆织机收卷相关的电机转矩调节量的组成部分，这样确定的电机转矩调节量，去驱动控制电机转矩，使电机转矩的调节更贴合圆织机收卷时实际状态的变化，电机转矩也能够及时跟随圆织机收卷状态的不断变化，动态地调整，保证张力始终恒定，提高了圆织机织物收卷时的张力恒定控制的精度和动态响应速度。

进一步的，所述第一关系式中，所述负载转矩调节量T_α，利用第二关系式进行计算得到；

其中，所述第二关系式包括：

其中，T_α为负载转矩调节量；

ω₁为第一电机的角速度；

D₁为第一收卷辊的直径；

i₂为第二收卷辊与第二电机之间的减速比；

F为收卷张力的设定值；

i₁为第一收卷辊与第一电机之间的减速比；

ω₂₁为最近一次调节时第二电机的角速度；

ω₂₂为当前采样时的第二电机的角速度；

α为负载转矩调节量加入调节的阈值。

此处需要说明的是，当从最近一次调节到当前采样时，第二收卷辊的角速度变化量达到阈值，则圆织机的电机转矩调节量中，需要加入负载转矩调节量进行调节；当从最近一次调节到当前采样时，第二收卷辊的角速度变化量未达到阈值，则圆织机的电机转矩调节量中，无需加入负载转矩调节量进行调节；

对于第一电机角速度和第一电机角速度的采集，采用成熟的现有技术即可实现，比如可以在电机上安装编码器作为角速度的采集数据来源，或者选用配置有编码器的电机即可。

进一步的，所述第一关系式中，所述惯量转矩调节量Tβ，利用第三关系式进行计算得到；

其中，所述第三关系式包括：

其中，T_β为惯量转矩调节量；

D₂为第二收卷辊在收卷织物后的直径；

m₀为第二收卷辊未收卷织物时的重量；

ρ₂为织物密度；

b为织物收卷的宽度；

D₀为第二收卷辊未收卷织物时的直径；

ω₂为第二收卷辊的实时角速度；

为第二收卷辊的实时角加速度；

β为惯量转矩调节量加入调节的阈值；

其中，所述第二收卷辊在收卷织物后的直径D₂，由如下关系式得到：

此处需要说明的是，当第二收卷辊的角加速度变化量达到阈值，则圆织机的电机转矩调节量中，需要加入惯量转矩调节量进行调节；当第二收卷辊的角加速度变化量未达到阈值，则圆织机的电机转矩调节量中，无需加入惯量转矩调节量进行调节；

进一步的，所述第一关系式中，所述摩擦转矩调节量T_γ，利用第四关系式进行计算得到；

其中，所述第四关系式包括：

其中，T_γ为摩擦转矩调节量；

f_r为第二收卷辊在收卷时的动摩擦系数；

ω₂₁为最近一次调节时第二电机的角速度；

ω₂₂为当前采样时的第二电机的角速度；

γ₁为摩擦转矩调节量加入调节的第一阈值；

γ₂为摩擦转矩调节量加入调节的第二阈值。

此处需要说明的是，当第二收卷辊的角加速度变化量达到阈值时，或者，虽然第二收卷辊的角加速度变化量未达到阈值，但从最近一次调节到当前采样时，第二收卷辊的角速度变化量达到阈值时，则圆织机的电机转矩调节量中，需要加入摩擦转矩调节量进行调节；当第二收卷辊的角加速度变化量未达到阈值，且从最近一次调节到当前采样时，第二收卷辊的角速度变化量也未达到阈值时，则圆织机的电机转矩调节量中，无需加入摩擦转矩调节量进行调节。

由于圆织机在开机后，都是按照预设的速度在生产织布，故第一电机的角速度通常保持在一个恒定值附近，而随着织物不断卷绕在第二收卷辊的卷筒上，卷径不断变化(通常为变大)，当变化达量达到一定程度时，就需要调节第二电机的转矩才能保证织物收卷时张力的恒定。

本发明所述负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量，将电机角速度的变化和/或电机角加速度的变化，作为是否在圆织机的电机转矩调节量中加入负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量进行调节的判断条件，同时结合与负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量有关的静态和动态参数，精确运算后得出当前采样时刻的调节量，这样使电机转矩自由在需要做出调节的时候，才做出必要的调整，在精确控制收卷张力的同时，使驱动器的运算量和负载保持在合理水平，保证系统响应迅速，也避免了因过度调节使电机转矩变化太频繁而影响控制精度。

第二方面，本发明提供了一种用于圆织机的驱动器，所述驱动器包括：

运行参数获取模块，用于获取与圆织机运行状态相关的信息和数据；

控制量确定模块，用于根据获取的所述与圆织机运行状态相关的信息和数据，确定圆织机的电机转矩调节量，所述圆织机的电机转矩调节量用于根据圆织机的运行状态去调节电机的转矩；

控制量输出模块，用于将圆织机的电机转矩调节量输出至电机控制器，进而调节电机转矩，使圆织机收卷时的张力保持恒定。

第三方面，本发明提供了一种计算机装置，包括存储器和处理器；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于执行所述计算机程序时，实现如第一方面所述的用于圆织机的驱动器的控制方法。

第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面所述的用于圆织机的驱动器的控制方法。

与现有技术相比，本发明有益效果如下：

(1)本发明通过监测圆织机收卷相关的运行状态参数，在收卷织物过程中，随着圆织机收卷状态的不断变化，仍然可以保持收卷织物时张力的恒定，使织物在收卷时能够均匀卷绕在卷筒上，避免出现张力过大断裂、张力过小松散，收卷后出现褶皱，收卷受力不均匀等现象。

(2)本发明实时采集圆织机第一电机的角速度、第二电机的角速度的动态参数，再获取与织物收卷部分相关的静态参数，比如第一收卷辊的直径、第二收卷辊未收卷织物时的直径、第一收卷辊与第一电机之间的减速比、第二收卷辊与第二电机之间的减速比、第二收卷辊未收卷织物时的重量、织物密度、织物收卷的宽度、第二收卷辊在收卷时的动摩擦系数等参数；通过将织物收卷部分的动态参数和静态参数相结合，综合各种影响因素进行转矩调节量的确定，使圆织机织物收卷时，可以根据收卷过程中各部分状态的变化，及时准确地调整电机转矩的输出，保证收卷张力的稳定，使收卷张力的控制更精确、动态响应更快。

(3)本发明将影响电机转矩变化的三种因素：负载转矩变化、惯量转矩变化、摩擦转矩变化，均作为确定与圆织机收卷相关的电机转矩调节量的组成部分，这样确定的电机转矩调节量，去驱动控制电机转矩，使电机转矩的调节更贴合圆织机收卷时实际状态的变化，电机转矩也能够及时跟随圆织机收卷状态的不断变化，动态地调整，保证张力始终恒定，提高了圆织机织物收卷时的张力恒定控制的精度和动态响应速度。

(4)本发明所述负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量，将电机角速度的变化和/或电机角加速度的变化，作为是否在圆织机的电机转矩调节量中加入负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量进行调节的判断条件，同时结合与负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量有关的静态和动态参数，精确运算后得出当前采样时刻的调节量，这样使电机转矩自由在需要做出调节的时候，才做出必要的调整，在精确控制收卷张力的同时，使驱动器的运算量和负载保持在合理水平，保证系统响应迅速，也避免了因过度调节使电机转矩变化太频繁而影响控制精度。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本发明的方法流程示意图；

图2为本发明的另一方法流程示意图；

图3为本发明的驱动器结构示意图；

图4为本发明的计算机装置示意图；

图5为本发明的计算机可读存储介质示意图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-2所示，本发明提供了一种用于圆织机的驱动器的控制方法，所述方法包括：

获取与圆织机运行状态相关的信息和数据；

根据获取的所述与圆织机运行状态相关的信息和数据，确定圆织机的电机转矩调节量，所述圆织机的电机转矩调节量用于根据圆织机的运行状态去调节电机的转矩；

将圆织机的电机转矩调节量输出至电机控制器，进而调节电机转矩，使圆织机收卷时的张力保持恒定。

进一步的，所述获取与圆织机运行状态相关的信息和数据，包括：

获取与圆织机收卷相关的第一电机、第二电机、第一收卷辊、第二收卷辊的运行状态参数，以及获取收卷张力的设定值；

说明：所述获取与圆织机收卷相关的第一电机、第二电机、第一收卷辊、第二收卷辊的运行状态参数，包括：获取第一收卷辊的直径、第二收卷辊未收卷织物时的直径、第一收卷辊与第一电机之间的减速比、第二收卷辊与第二电机之间的减速比、第二收卷辊未收卷织物时的重量、织物密度、织物收卷的宽度、第二收卷辊在收卷时的动摩擦系数；实时采集圆织机第一电机的角速度、第二电机的角速度；

其中，所述第一电机用于驱动第一收卷辊，所述第二电机用于驱动第二收卷辊，所述第一收卷辊用于将圆织机编制好的织物提升，所述第二收卷辊将圆织机编制好的织物卷绕成筒状并收卷到卷筒上，同时平衡收卷时的张力，使织物在收卷时能够均匀卷绕在第二收卷辊的卷筒上，随着第二收卷辊收卷织物过程中直径的不断变化，仍然可以保持收卷时张力的恒定。避免出现张力过大断裂、张力过小松散，收卷后出现褶皱，收卷受力不均匀等现象。

进一步的，根据获取的所述与圆织机运行状态相关的信息和数据，确定圆织机的电机转矩调节量，包括：

根据获取与圆织机收卷相关的第一电机、第二电机、第一收卷辊、第二收卷辊的运行状态参数，以及收卷张力的设定值，确定电机的负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量；

根据所述负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量，进行加权计算得到圆织机的电机转矩调节量。

进一步的，所述将圆织机的电机转矩调节量输出至电机控制器，进而调节电机转矩，使圆织机收卷时的张力保持恒定，包括：

将圆织机的电机转矩调节量输出至第二电机的控制器，根据运行状态实时调节第二电机的转矩，使第二收卷辊的收卷张力保持在设定值误差范围内。

本发明实时采集圆织机第一电机的角速度、第二电机的角速度的动态参数，再获取与织物收卷部分相关的静态参数，比如第一收卷辊的直径、第二收卷辊未收卷织物时的直径、第一收卷辊与第一电机之间的减速比、第二收卷辊与第二电机之间的减速比、第二收卷辊未收卷织物时的重量、织物密度、织物收卷的宽度、第二收卷辊在收卷时的动摩擦系数等参数；通过将织物收卷部分的动态参数和静态参数相结合，综合各种影响因素进行转矩调节量的确定，使圆织机织物收卷时，可以根据收卷过程中各部分状态的变化，及时准确地调整电机转矩的输出，保证收卷张力的稳定，使收卷张力的控制更精确、动态响应更快。

进一步的，根据所述负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量，进行加权计算得到圆织机的电机转矩调节量，包括

根据所述负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量，利用第一关系式进行加权计算得到圆织机的电机转矩调节量；

其中，所述第一关系式包括：T_t＝k₁T_α+k₂T_β+k₃T_γ

其中，T_t为圆织机的电机转矩调节量；

k₁为负载转矩调节系数；

T_α为负载转矩调节量；

k₂为惯量转矩调节系数；

T_β为惯量转矩调节量；

k₃为摩擦转矩调节系数；

T_γ为摩擦转矩调节量；

说明：T_t为在最近一次调节的基础上进行叠加的调节量，即通过定期采样并计算后，在需要进行调节时，将当前采样时的T_t叠加在第二电机的转矩上，作为新的转矩输出。这样即可根据具体运行状态，不断调节收卷电机转矩，使圆织机收卷时的张力保持恒定。

本发明将影响电机转矩变化的三种因素：负载转矩变化、惯量转矩变化、摩擦转矩变化，均作为确定与圆织机收卷相关的电机转矩调节量的组成部分，这样确定的电机转矩调节量，去驱动控制电机转矩，使电机转矩的调节更贴合圆织机收卷时实际状态的变化，电机转矩也能够及时跟随圆织机收卷状态的不断变化，动态地调整，保证张力始终恒定，提高了圆织机织物收卷时的张力恒定控制的精度和动态响应速度。

进一步的，所述第一关系式中，所述负载转矩调节量T_α，利用第二关系式进行计算得到；

其中，所述第二关系式包括：

其中，T_α为负载转矩调节量；

ω₁为第一电机的角速度；

D₁为第一收卷辊的直径；

i₂为第二收卷辊与第二电机之间的减速比；

F为收卷张力的设定值；

i₁为第一收卷辊与第一电机之间的减速比；

ω₂₁为最近一次调节时第二电机的角速度；

ω₂₂为当前采样时的第二电机的角速度；

α为负载转矩调节量加入调节的阈值。

说明：当从最近一次调节到当前采样时，第二收卷辊的角速度变化量达到阈值，则圆织机的电机转矩调节量中，需要加入负载转矩调节量进行调节；当从最近一次调节到当前采样时，第二收卷辊的角速度变化量未达到阈值，则圆织机的电机转矩调节量中，无需加入负载转矩调节量进行调节；

对于第一电机角速度和第一电机角速度的采集，采用成熟的现有技术即可实现，比如可以在电机上安装编码器作为角速度的采集数据来源，或者选用配置有编码器的电机即可。

进一步的，所述第一关系式中，所述惯量转矩调节量T_β，利用第三关系式进行计算得到；

其中，所述第三关系式包括：

其中，T_β为惯量转矩调节量；

D₂为第二收卷辊在收卷织物后的直径；

m₀为第二收卷辊未收卷织物时的重量；

ρ₂为织物密度；

b为织物收卷的宽度；

D₀为第二收卷辊未收卷织物时的直径；

ω₂为第二收卷辊的实时角速度；

为第二收卷辊的实时角加速度；

β为惯量转矩调节量加入调节的阈值；

其中，所述第二收卷辊在收卷织物后的直径D₂，由如下关系式得到：

说明：当第二收卷辊的角加速度变化量达到阈值，则圆织机的电机转矩调节量中，需要加入惯量转矩调节量进行调节；当第二收卷辊的角加速度变化量未达到阈值，则圆织机的电机转矩调节量中，无需加入惯量转矩调节量进行调节；

进一步的，所述第一关系式中，所述摩擦转矩调节量T_γ，利用第四关系式进行计算得到；

其中，所述第四关系式包括：

其中，T_γ为摩擦转矩调节量；

f_r为第二收卷辊在收卷时的动摩擦系数；

ω₂₁为最近一次调节时第二电机的角速度；

ω₂₂为当前采样时的第二电机的角速度；

γ₁为摩擦转矩调节量加入调节的第一阈值；

γ₂为摩擦转矩调节量加入调节的第二阈值。

说明：当第二收卷辊的角加速度变化量达到阈值时，或者，虽然第二收卷辊的角加速度变化量未达到阈值，但从最近一次调节到当前采样时，第二收卷辊的角速度变化量达到阈值时，则圆织机的电机转矩调节量中，需要加入摩擦转矩调节量进行调节；当第二收卷辊的角加速度变化量未达到阈值，且从最近一次调节到当前采样时，第二收卷辊的角速度变化量也未达到阈值时，则圆织机的电机转矩调节量中，无需加入摩擦转矩调节量进行调节。

本发明所述负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量，将电机角速度的变化和/或电机角加速度的变化，作为是否在圆织机的电机转矩调节量中加入负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量进行调节的判断条件，同时结合与负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量有关的静态和动态参数，精确运算后得出当前采样时刻的调节量，这样使电机转矩自由在需要做出调节的时候，才做出必要的调整，在精确控制收卷张力的同时，使驱动器的运算量和负载保持在合理水平，保证系统响应迅速，也避免了因过度调节使电机转矩变化太频繁而影响控制精度。

实施例2

如图3所示，本发明提供了一种用于圆织机的驱动器，所述驱动器包括：

运行参数获取模块，用于获取与圆织机运行状态相关的信息和数据；

控制量确定模块，用于根据获取的所述与圆织机运行状态相关的信息和数据，确定圆织机的电机转矩调节量，所述圆织机的电机转矩调节量用于根据圆织机的运行状态去调节电机的转矩；

控制量输出模块，用于将圆织机的电机转矩调节量输出至电机控制器，进而调节电机转矩，使圆织机收卷时的张力保持恒定。

进一步的，所述获取与圆织机运行状态相关的信息和数据，包括：

获取与圆织机收卷相关的第一电机、第二电机、第一收卷辊、第二收卷辊的运行状态参数，以及获取收卷张力的设定值；

说明：所述获取与圆织机收卷相关的第一电机、第二电机、第一收卷辊、第二收卷辊的运行状态参数，包括：获取第一收卷辊的直径、第二收卷辊未收卷织物时的直径、第一收卷辊与第一电机之间的减速比、第二收卷辊与第二电机之间的减速比、第二收卷辊未收卷织物时的重量、织物密度、织物收卷的宽度、第二收卷辊在收卷时的动摩擦系数；实时采集圆织机第一电机的角速度、第二电机的角速度；

其中，所述第一电机用于驱动第一收卷辊，所述第二电机用于驱动第二收卷辊，所述第一收卷辊用于将圆织机编制好的织物提升，所述第二收卷辊将圆织机编制好的织物卷绕成筒状并收卷到卷筒上，同时平衡收卷时的张力，使织物在收卷时能够均匀卷绕在第二收卷辊的卷筒上，随着第二收卷辊收卷织物过程中直径的不断变化，仍然可以保持收卷时张力的恒定。避免出现张力过大断裂、张力过小松散，收卷后出现褶皱，收卷受力不均匀等现象。

进一步的，根据获取的所述与圆织机运行状态相关的信息和数据，确定圆织机的电机转矩调节量，包括：

根据获取与圆织机收卷相关的第一电机、第二电机、第一收卷辊、第二收卷辊的运行状态参数，以及收卷张力的设定值，确定电机的负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量；

根据所述负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量，进行加权计算得到圆织机的电机转矩调节量。

进一步的，所述将圆织机的电机转矩调节量输出至电机控制器，进而调节电机转矩，使圆织机收卷时的张力保持恒定，包括：

将圆织机的电机转矩调节量输出至第二电机的控制器，根据运行状态实时调节第二电机的转矩，使第二收卷辊的收卷张力保持在设定值误差范围内。

本发明实时采集圆织机第一电机的角速度、第二电机的角速度的动态参数，再获取与织物收卷部分相关的静态参数，比如第一收卷辊的直径、第二收卷辊未收卷织物时的直径、第一收卷辊与第一电机之间的减速比、第二收卷辊与第二电机之间的减速比、第二收卷辊未收卷织物时的重量、织物密度、织物收卷的宽度、第二收卷辊在收卷时的动摩擦系数等参数；通过将织物收卷部分的动态参数和静态参数相结合，综合各种影响因素进行转矩调节量的确定，使圆织机织物收卷时，可以根据收卷过程中各部分状态的变化，及时准确地调整电机转矩的输出，保证收卷张力的稳定，使收卷张力的控制更精确、动态响应更快。

进一步的，根据所述负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量，进行加权计算得到圆织机的电机转矩调节量，包括

根据所述负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量，利用第一关系式进行加权计算得到圆织机的电机转矩调节量；

其中，所述第一关系式包括：T_t＝k₁T_α+k₂T_β+k₃T_γ

其中，T_t为圆织机的电机转矩调节量；

k₁为负载转矩调节系数；

T_α为负载转矩调节量；

k₂为惯量转矩调节系数；

T_β为惯量转矩调节量；

k₃为摩擦转矩调节系数；

T_γ为摩擦转矩调节量；

说明：T_t为在最近一次调节的基础上进行叠加的调节量，即通过定期采样并计算后，在需要进行调节时，将当前采样时的T_t叠加在第二电机的转矩上，作为新的转矩输出。这样即可根据具体运行状态，不断调节收卷电机转矩，使圆织机收卷时的张力保持恒定。

本发明将影响电机转矩变化的三种因素：负载转矩变化、惯量转矩变化、摩擦转矩变化，均作为确定与圆织机收卷相关的电机转矩调节量的组成部分，这样确定的电机转矩调节量，去驱动控制电机转矩，使电机转矩的调节更贴合圆织机收卷时实际状态的变化，电机转矩也能够及时跟随圆织机收卷状态的不断变化，动态地调整，保证张力始终恒定，提高了圆织机织物收卷时的张力恒定控制的精度和动态响应速度。

进一步的，所述第一关系式中，所述负载转矩调节量T_α，利用第二关系式进行计算得到；

其中，所述第二关系式包括：

其中，T_α为负载转矩调节量；

ω₁为第一电机的角速度；

D₁为第一收卷辊的直径；

i₂为第二收卷辊与第二电机之间的减速比；

F为收卷张力的设定值；

i₁为第一收卷辊与第一电机之间的减速比；

ω₂₁为最近一次调节时第二电机的角速度；

ω₂₂为当前采样时的第二电机的角速度；

α为负载转矩调节量加入调节的阈值。

说明：当从最近一次调节到当前采样时，第二收卷辊的角速度变化量达到阈值，则圆织机的电机转矩调节量中，需要加入负载转矩调节量进行调节；当从最近一次调节到当前采样时，第二收卷辊的角速度变化量未达到阈值，则圆织机的电机转矩调节量中，无需加入负载转矩调节量进行调节；

对于第一电机角速度和第一电机角速度的采集，采用成熟的现有技术即可实现，比如可以在电机上安装编码器作为角速度的采集数据来源，或者选用配置有编码器的电机即可。

进一步的，所述第一关系式中，所述惯量转矩调节量T_β，利用第三关系式进行计算得到；

其中，所述第三关系式包括：

其中，T_β为惯量转矩调节量；

D₂为第二收卷辊在收卷织物后的直径；

m₀为第二收卷辊未收卷织物时的重量；

ρ₂为织物密度；

b为织物收卷的宽度；

D₀为第二收卷辊未收卷织物时的直径；

ω₂为第二收卷辊的实时角速度；

为第二收卷辊的实时角加速度；

β为惯量转矩调节量加入调节的阈值；

其中，所述第二收卷辊在收卷织物后的直径D₂，由如下关系式得到：

说明：当第二收卷辊的角加速度变化量达到阈值，则圆织机的电机转矩调节量中，需要加入惯量转矩调节量进行调节；当第二收卷辊的角加速度变化量未达到阈值，则圆织机的电机转矩调节量中，无需加入惯量转矩调节量进行调节；

进一步的，所述第一关系式中，所述摩擦转矩调节量T_γ，利用第四关系式进行计算得到；

其中，所述第四关系式包括：

其中，T_γ为摩擦转矩调节量；

f_r为第二收卷辊在收卷时的动摩擦系数；

ω₂₁为最近一次调节时第二电机的角速度；

ω₂₂为当前采样时的第二电机的角速度；

γ₁为摩擦转矩调节量加入调节的第一阈值；

γ₂为摩擦转矩调节量加入调节的第二阈值。

说明：当第二收卷辊的角加速度变化量达到阈值时，或者，虽然第二收卷辊的角加速度变化量未达到阈值，但从最近一次调节到当前采样时，第二收卷辊的角速度变化量达到阈值时，则圆织机的电机转矩调节量中，需要加入摩擦转矩调节量进行调节；当第二收卷辊的角加速度变化量未达到阈值，且从最近一次调节到当前采样时，第二收卷辊的角速度变化量也未达到阈值时，则圆织机的电机转矩调节量中，无需加入摩擦转矩调节量进行调节。

本发明所述负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量，将电机角速度的变化和/或电机角加速度的变化，作为是否在圆织机的电机转矩调节量中加入负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量进行调节的判断条件，同时结合与负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量有关的静态和动态参数，精确运算后得出当前采样时刻的调节量，这样使电机转矩自由在需要做出调节的时候，才做出必要的调整，在精确控制收卷张力的同时，使驱动器的运算量和负载保持在合理水平，保证系统响应迅速，也避免了因过度调节使电机转矩变化太频繁而影响控制精度。

综上所述，本发明通过监测圆织机收卷相关的运行状态参数，在收卷织物过程中，随着圆织机收卷状态的不断变化，仍然可以保持收卷织物时张力的恒定，使织物在收卷时能够均匀卷绕在卷筒上，避免出现张力过大断裂、张力过小松散，收卷后出现褶皱，收卷受力不均匀等现象。

实施例3

如图4所示，本发明提供一种计算机装置，其特征在于，包括存储器和处理器；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于执行所述计算机程序时，实现如上述实施例1所述的方法。或者，在本实施例中，该计算机装置，也可以与如实施例2所述的圆织机配合形成纺织控制系统，以执行如实施例1中所述的控制方法，实现织物的精准收卷操作。

实施例4

如图5所示，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如上述实施例1所述的方法。

与现有技术相比，本发明有益效果如下：

(1)本发明通过监测圆织机收卷相关的运行状态参数，在收卷织物过程中，随着圆织机收卷状态的不断变化，仍然可以保持收卷织物时张力的恒定，使织物在收卷时能够均匀卷绕在卷筒上，避免出现张力过大断裂、张力过小松散，收卷后出现褶皱，收卷受力不均匀等现象。

(2)本发明实时采集圆织机第一电机的角速度、第二电机的角速度的动态参数，再获取与织物收卷部分相关的静态参数，比如第一收卷辊的直径、第二收卷辊未收卷织物时的直径、第一收卷辊与第一电机之间的减速比、第二收卷辊与第二电机之间的减速比、第二收卷辊未收卷织物时的重量、织物密度、织物收卷的宽度、第二收卷辊在收卷时的动摩擦系数等参数；通过将织物收卷部分的动态参数和静态参数相结合，综合各种影响因素进行转矩调节量的确定，使圆织机织物收卷时，可以根据收卷过程中各部分状态的变化，及时准确地调整电机转矩的输出，保证收卷张力的稳定，使收卷张力的控制更精确、动态响应更快。

(3)本发明将影响电机转矩变化的三种因素：负载转矩变化、惯量转矩变化、摩擦转矩变化，均作为确定与圆织机收卷相关的电机转矩调节量的组成部分，这样确定的电机转矩调节量，去驱动控制电机转矩，使电机转矩的调节更贴合圆织机收卷时实际状态的变化，电机转矩也能够及时跟随圆织机收卷状态的不断变化，动态地调整，保证张力始终恒定，提高了圆织机织物收卷时的张力恒定控制的精度和动态响应速度。

(4)本发明所述负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量，将电机角速度的变化和/或电机角加速度的变化，作为是否在圆织机的电机转矩调节量中加入负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量进行调节的判断条件，同时结合与负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量有关的静态和动态参数，精确运算后得出当前采样时刻的调节量，这样使电机转矩自由在需要做出调节的时候，才做出必要的调整，在精确控制收卷张力的同时，使驱动器的运算量和负载保持在合理水平，保证系统响应迅速，也避免了因过度调节使电机转矩变化太频繁而影响控制精度。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、介质、装置、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或单元可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块或单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块或单元显示的部件可以是或者也可以不是物理模块或单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块或单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块或单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一个处理模块或单元中，也可以是各个模块或单元单独物理存在，也可以两个或两个以上模块或单元集成在一个模块或单元中。上述集成的模块或单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的系统、模块、单元等，如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种用于圆织机的驱动器的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取与圆织机运行状态相关的信息和数据；

根据获取的所述与圆织机运行状态相关的信息和数据，确定圆织机的电机转矩调节量，所述圆织机的电机转矩调节量用于根据圆织机的运行状态去调节电机的转矩；

将圆织机的电机转矩调节量输出至电机控制器，进而调节电机转矩，使圆织机收卷时的张力保持恒定；

所述获取与圆织机运行状态相关的信息和数据，包括：

获取与圆织机收卷相关的第一电机、第二电机、第一收卷辊、第二收卷辊的运行状态参数，以及获取收卷张力的设定值；

其中，所述第一电机用于驱动第一收卷辊，所述第二电机用于驱动第二收卷辊，所述第一收卷辊用于将圆织机编制好的织物提升，所述第二收卷辊将圆织机编制好的织物卷绕成筒，同时平衡收卷时的张力，使织物在收卷时能够均匀卷绕在第二收卷辊的卷筒上；

根据获取的所述与圆织机运行状态相关的信息和数据，确定圆织机的电机转矩调节量，包括：

根据获取与圆织机收卷相关的第一电机、第二电机、第一收卷辊、第二收卷辊的运行状态参数，以及收卷张力的设定值，确定电机的负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量；

根据所述负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量，进行加权计算得到圆织机的电机转矩调节量；

所述将圆织机的电机转矩调节量输出至电机控制器，进而调节电机转矩，使圆织机收卷时的张力保持恒定，包括：

将圆织机的电机转矩调节量输出至第二电机的控制器，根据运行状态实时调节第二电机的转矩，使第二收卷辊的收卷张力保持在设定值误差范围内。

2.根据权利要求1所述的一种用于圆织机的驱动器的控制方法，其特征在于，根据所述负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量，进行加权计算得到圆织机的电机转矩调节量，包括

根据所述负载转矩调节量、惯量转矩调节量和摩擦转矩调节量，利用第一关系式进行加权计算得到圆织机的电机转矩调节量；

其中，所述第一关系式包括：

其中，

为圆织机的电机转矩调节量；

为负载转矩调节系数；

为负载转矩调节量；

为惯量转矩调节系数；

为惯量转矩调节量；

为摩擦转矩调节系数；

为摩擦转矩调节量。

3.根据权利要求2所述的一种用于圆织机的驱动器的控制方法，其特征在于，所述第一关系式中，所述负载转矩调节量

，利用第二关系式进行计算得到；

其中，所述第二关系式包括：

其中，

为负载转矩调节量；

为第一电机的角速度；

为第一收卷辊的直径；

为第二收卷辊与第二电机之间的减速比；

为收卷张力的设定值；

为第一收卷辊与第一电机之间的减速比；

为最近一次调节时第二电机的角速度；

为当前采样时的第二电机的角速度；

为负载转矩调节量加入调节的阈值。

4.根据权利要求2所述的一种用于圆织机的驱动器的控制方法，其特征在于，所述第一关系式中，所述惯量转矩调节量

，利用第三关系式进行计算得到；

其中，所述第三关系式包括：

其中，

为惯量转矩调节量；

为第二收卷辊在收卷织物后的直径；

为第二收卷辊未收卷织物时的重量；

为织物密度;

为织物收卷的宽度；

为第二收卷辊未收卷织物时的直径；

为第二收卷辊的实时角速度；

为第二收卷辊的实时角加速度；

为惯量转矩调节量加入调节的阈值；

其中，所述第二收卷辊在收卷织物后的直径

，由如下关系式得到：

。

5.根据权利要求2所述的一种用于圆织机的驱动器的控制方法，其特征在于，所述第一关系式中，所述摩擦转矩调节量

，利用第四关系式进行计算得到；

其中，所述第四关系式包括：

其中，

为摩擦转矩调节量；

为第二收卷辊在收卷时的动摩擦系数；

为最近一次调节时第二电机的角速度；

为当前采样时的第二电机的角速度；

为摩擦转矩调节量加入调节的第一阈值；

为摩擦转矩调节量加入调节的第二阈值。

6.一种用于圆织机的驱动器基于权利要求 1-5任一项所述的用于圆织机的驱动器的控制方法，其特征在于，所述驱动器包括：

运行参数获取模块，用于获取与圆织机运行状态相关的信息和数据；

控制量确定模块，用于根据获取的所述与圆织机运行状态相关的信息和数据，确定圆织机的电机转矩调节量，所述圆织机的电机转矩调节量用于根据圆织机的运行状态去调节电机的转矩；

控制量输出模块，用于将圆织机的电机转矩调节量输出至电机控制器，进而调节电机转矩，使圆织机收卷时的张力保持恒定。

7.一种计算机装置，其特征在于，包括存储器和处理器；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于执行所述计算机程序时，实现权利要求1-5任一项所述的用于圆织机的驱动器的控制方法。

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