【正文】 .................................................................................................................. 4 工業(yè)縫紉機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展 ...................................................................................... 4 工業(yè)縫紉機(jī)的市場前景 ................................................................................ 4 工業(yè)縫紉機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的發(fā)展 ........................................................................ 4 工業(yè)縫紉機(jī)的機(jī)械組成 .......................................................................................... 6 需求分析與性能指標(biāo) .............................................................................................. 7 第二章 電機(jī)選型與驅(qū)動(dòng)方案 ...................................................................................... 8 電機(jī)方案對比 .......................................................................................................... 8 直流有刷電機(jī)方案 ....................................................................................... 8 交流異步電機(jī) ............................................................................................... 8 小功率同步電機(jī) ........................................................................................... 8 步進(jìn)電機(jī) ........................................................................................................ 9 永磁交流電機(jī) ................................................................................................ 9 電機(jī)具體型號與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)選擇 ............................................................................ 10 刺線機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析與運(yùn)動(dòng)分析 .............................................................. 10 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選取 .......................................................................................... 10 電機(jī)的期望轉(zhuǎn)速計(jì)算 .................................................................................. 11 電機(jī)的輸出力矩計(jì)算 .................................................................................. 11 電機(jī)選型 ...................................................................................................... 13 驅(qū)動(dòng)方案 ................................................................................................................ 16 橋式逆變電路 ............................................................................................. 16 驅(qū)動(dòng)芯片 ..................................................................................................... 17 驅(qū)動(dòng)框架 ..................................................................................................... 19 第三章 測量元件 ........................................................................................................ 20 傳感器介紹 ............................................................................................................ 20 旋轉(zhuǎn)變壓器 .................................................................................................. 20 感應(yīng)同步器 .................................................................................................. 23 編碼器 encoder ............................................................................................ 24 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 自動(dòng)控制元件及線路課程設(shè)計(jì)說明說明書 3 光柵 grating ................................................................................................. 25 霍爾電流傳感器 Hall Current Sensor......................................................... 26 測量元件選型 ........................................................................................................ 27 位置測量 ...................................................................................................... 27 速度測量 ...................................................................................................... 31 電流測量 ...................................................................................................... 32 第四章 控制系統(tǒng) ........................................................................................................ 34 三閉環(huán) PID 控制策略 ........................................................................................... 34 制動(dòng)方式 ................................................................................................................ 35 工業(yè)縫紉機(jī)制動(dòng)方法介紹 .......................................................................... 35 制動(dòng)方式選擇 .............................................................................................. 35 第五章 總結(jié) ................................................................................................................ 37 系統(tǒng)評價(jià)與結(jié)論： ................................................................................................ 37 參考資料： ............................................................................................................ 37 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 自動(dòng)控制元件及線路課程設(shè)計(jì)說明說明書 4 第 1 章 緒言 工業(yè)縫紉機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展 工業(yè)縫紉機(jī)的市場前景 縫紉機(jī)是制衣成套設(shè)備這個(gè)大家庭中最大的家族，也是最古老、應(yīng)用面最廣的門類。 目前，就縫紉機(jī)產(chǎn)業(yè)而言，世界上年產(chǎn)各種縫紉機(jī)約 1800 萬臺，縫紉機(jī)銷售額在 60～70 億美元左右，這幾年來幾乎一直維持在這一水平。使中國成為目前僅有的幾個(gè)縫紉機(jī)主要生產(chǎn)基地之一。 工業(yè)縫紉機(jī) 驅(qū)動(dòng)電機(jī) 的發(fā)展 隨著工業(yè)縫紉機(jī)的不斷發(fā)展，驅(qū)動(dòng)工業(yè)縫紉機(jī)的電動(dòng)機(jī)及其控制技術(shù)也在不斷地發(fā)展，哈爾濱工業(yè)大學(xué) 自動(dòng)控制元件及線路課程設(shè)計(jì)說明說明書 5 到目前為止已經(jīng)有四代產(chǎn)品，即摩擦片式異步電動(dòng)機(jī)（離合器電機(jī)）、渦流式異步電動(dòng)機(jī)、混合步進(jìn)式電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)。 1） 離合器電機(jī)是工業(yè)縫紉機(jī)上應(yīng)用時(shí)間最長的電機(jī)，主 要由異步電動(dòng)機(jī)、離合器和剎車片構(gòu)成。為了滿足定位定針的要求，摩擦片式電子定位定針電動(dòng)機(jī)也有應(yīng)用，特點(diǎn)是起步快，但速度和針位控制精度差，且摩擦片的磨損會影響定位的可靠性，需 經(jīng)常保養(yǎng)和維護(hù)。 3） 混合步進(jìn)式定位定針電動(dòng)機(jī)由混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和相應(yīng)的步進(jìn)控制器構(gòu)成，具有控制方便的優(yōu)點(diǎn)，但啟動(dòng)頻率、運(yùn)行頻率達(dá)不 到高速工業(yè)縫紉機(jī)的要求，定針精度仍不理想。 綜上所述，工業(yè)縫紉機(jī)電機(jī)從離合器電機(jī)發(fā)展到交流伺服電動(dòng)機(jī)，順應(yīng)了工業(yè)縫紉機(jī)從簡單控制到自動(dòng)化和機(jī)電一體化的發(fā)展過程，不同的電機(jī)滿足不同自動(dòng)化程度的要求。 但是，從目前的市場趨勢來看，交流伺服電動(dòng)機(jī)是發(fā)展方向，不過目前價(jià)格較高，