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纺纱锭子作为纺纱机械重要的组成部分,对纺纱效率和经济效益有极大的影响,锭子的纺纱环境严重损害产业工人的生理健康和心理健康,因此研制开发既能兼顾生产率与成本,又能降低生产环境对人体影响的锭子综合特性测控系统具有重要意义。传统的纺纱锭子检测设备存在结构简单、功能单一以及操作繁琐等缺点,本文研究开发的测控系统具有噪音、温度、振动位移综合特性采集功能。 本测控系统由基于LabVIEW的电机控制和传感器数据采集两部分组成。电机控制包括伺服电机控制和步进电机控制,伺服电机驱动同步轮实现锭子0~30000r/min转动,步进电机用于实现传感器升降台以0.08m/s的速度在0~500mm范围内上下移动。根据伺服电机和步进电机的工作原理的不同,分别设计控制电路和上位机程序。伺服电机选择转速控制模式,伺服驱动器在此模式下进行速度指令增益、内外部指令选择和速度零点调整等参数设置。上位机配置数据采集卡模拟输出端口,伺服驱动器接收0~5V直流电压信号作为外部速度指令;步进电机的控制电路采用共阳极接线法,在LabVIEW程序中放置方波脉冲发生器,通过调整方波的占空比和频率来实现步进电机转速控制。 数据采集部分包括对声音信号、温度信号和振动信号的采集。温度传感器用于采集锭盘和锭尖温度信号;噪音传感器实时监控锭子的运行状况;2个激光位移传感器垂直放置对锭子回转时的振动位移量进行数据采集;转速传感器用于测量锭子的实际转速,输出锭子振动分析需要的相位信号。LabVIEW软件同步采集传感器信号,在时域分析中,设计平滑滤波、均值滤波等数字滤波方式,剔除随机误差,分离系统周期性误差。在频域分析中可以对加窗处理后有限长离散信号进行FFT变换,LabVIEW前面板中放置的选择控件可以对汉宁窗、平顶窗和高斯窗进行选择。 经过一系列理论研究和实验,本测控系统将电机控制和数据采集整合到同一个数据采集卡,简化安装电路,模块化的LabVEIW程序界面有利于提高设备的操作性。通过编写的LabVIEW上位机程序,可以全面地对纺纱锭子的综合动态特性信号进行采集、数据处理和显示。应用此测控系统对YD5000型棉纺锭子进行综合特性的数据采集,得到0~22000r/min转速下锭子的声音、温度和振动位移参数,实现了测控系统同步采集的设计目的。