树脂粘度的在线计算机控制系统研究

摘　要

粘度是指在流体中流体抗其不可逆位置变化的能力，是对流体内部流动阻力的一种度量。粘度测量在石油、化工、纺织、国防、机械和电力等行业应用非常广泛。它对纤维增强塑料制品的性能的影响很大，主要表现在制品的厚度、强度、气密性和剪切强度等。树脂的粘度越高，那么其流动性越差，原材料外表面上的树脂分布就越不均匀;反之，如果树脂的粘度很低，被浸渍物的浸胶量会过低，这两种情况都将导致制品性能下降。本文研究的是应用于微机控制纤维缠绕机或浸胶机的树脂粘度的测量与控制，根据实际情况选择性价比高且操作简单的单筒式旋转测量法测量树脂粘度。该系统的目的就是可以根据实际需要实时改变树脂的粘度，使制品的性能得到极大的提高。

    目前，国内外也有专门测量流体粘度的仪器，但它们一般仅仅具有测量粘度的功能，而且大多数不能和计算机相连接并受计算机的控制。本文提出树脂粘度计算机控制系统方案不但能在线测量和控制树脂粘度，实时显示粘度控制曲线、粘度值，方便地实现树脂粘度的设定、传感器的标定、模糊控制器参数的改变，而且能通过控制界面随时改变粘度的设定值。该系统操作简单，界面友好，能够得到较好的控制效果。

关键词: 树脂，粘度，纤维缠绕机，模糊控制

目　录

第1章　绪论 1

1.1课题来源与选题目的意义 1

1.2缠绕成型工艺简介 1

1.2.1缠绕成型工艺的特点 1

1.2.2缠绕成型工艺的分类 2

1.2.3原材料 2

1.2.4工艺参数的选择 3

1.2.5缠绕成型制品的应用 4

1.2.6缠绕机的发展 4

1.3本论文的主要研究内容 5

第2章　树脂粘度控制系统技术要求 7

2.1技术要求 7

2.2技术难点分析 7

第3章　技术可行性分析及控制系统方案的确定 8

3.1基本实现方案 8

3.2检测系统方案 10

3.2.1.细管式连续粘度测定法 10

3.2.2单筒式旋转测量法 11

3.2.3针筒式粘度测量法 14

3.3控制算法的确定 16

3.3.1 PID控制算法 16

3.3.2模糊控制算法 17

3.4执行机构方案 17

3.4.1改变晶闸管导通角 17

3.4.2.改变继电器通断时间 18

3.5元器件的选定 19

3.5.1传感器的选定 19

3.5.2电机的选择 20

3.5.3 I/O卡的选定 20

3.5.4 A/D卡的选定 20

第4章　模糊控制理论及模糊控制器设计 22

4.1模糊控制的发展与特点 22

4.2模糊控制器的基本原理和结构 24

4.2.1.精确量的模糊化: 24

4.2.2模糊规则形成和推理 26

4.2.3.模糊输出量的反模糊化 27

4.3模糊控制的实现方法 27

4.4本系统所选择的控制器参数 28

第5章　机械硬件模块设计 31

5.1机械结构设计 31

5.1.1圆筒 31

5.1.2测力杆 31

5.1.3外套 32

5.1.4连接器 32

5.2硬件电路模块设计 32

参考文献 35

致　谢 36