实验2 四连杆打纬实验.pptVIP

《四连杆打纬机构最优化 》 ---实验指导书 打纬机构是织机五大运动之一，本实验运用最优化设计理论，系统、详细的对影响四连杆打纬机构性能的参数进行分析研究，建立相应的数学模型，并运用matlab软件进行编程，在计算机上对模型求解，确定四连杆打纬机构的结构参数，目的在于改善四连杆打纬机构的打纬急回性，最大限度的提高供引纬的时间。 * 实验2 一、实验目的 1、了解四连杆打纬机构的主要工艺设计参数作用。 2、学习如何建立最优化设计的数学模型。 3、学习在MATLAB软件平台上编写求解优化模型的程序。 4、学习上机调试、运行所编写的最优化程序。 二、实验内容 1、建立设计四连杆打纬机构的最优化数学模型。 2、编制求解最优化数学模型的程序。 3、上机调试、运行所编制的最优化程序。 * 三、实验原理 1、确定设计变量 为了使梭子能在梭口满开后尽快进入梭道，改善开口机构与打纬机构之间的运动滞后问题，必须使筘座在完成打纬后，尽快地回摆至指定位置。因此，要求四连杆打纬机构有较强的急回特性，为尽快的形成足够的梭口空间创造条件。 以四连杆机构的四个杆件的长度作为设计变量，设曲柄、牵手、筘座脚及机架长度分别为 * 图示为四连杆打纬机构简图 1－主轴 2－曲柄 3－牵手 4－牵手栓 5－筘座脚 6－筘帽 7－钢筘 8－筘座 9－摇轴 * 2、定义目标函数 一般以筘座回摆动程为梭子宽度的2倍时，梭子方可进入梭道为好。所以，以牵手栓由前极限位置后摆至9?cm时，曲柄转动的相应角度θ作为优化设计的目标函数，θ值越小，开口机构与投梭机构的运动配合的滞后程度就越小，相应的设计方案也就越好。 * 3、定义约束函数 第一个约束条件应为曲柄存在：故由杆长定理即最短杆长度加最长杆长度小于等于其他两杆长度之和，知曲柄存在的约束条件： 当最长杆为r2时有： 当最长杆为r3时有： 当最长杆为r4时有： 第二个约束条件应为保证机构传力性能良好，应使压力角α ≤ 50°，即机构传动角γ条件 * 第四个约束条件应为筘座脚摆幅的约束条件，筘座脚摆幅过小，不利于梭子引纬；筘座脚摆幅过大，易磨损纱线，造成经纱断头。 ---允许的筘座摆幅 ---实际的筘座摆幅 第三个约束条件应曲柄与牵手长度比r1/r2条件 * 4、建立最优化数学模型 令 便可以建立以下形式的数学模型： * s.t * 四、编制程序 采用随机方向法编写优化程序。 (提示：给出一个可行初始点x0=[70;189;683;753]) 得到计算结果： r1, r2, r3, r4，以及梭子进入梭口的角度。 * 根据计算结果，运用下面的程序计算优化前后的牵手栓的位移曲线 [r1, r2, r3 ,r4 ]= [70;289;683;753]是M1511棉织机的四连杆打纬机构的杆长。 1. 优化前： clear x=[70;289]; phi=0:10:360; s=x(1)*(1-cos(phi*pi/180))+x(1)^2*sin(phi*pi/180).^2/(2*x(2)); plot(phi,s,-r) 2. 优化后变化后的位移曲线绘制方法同1。 筘座位移运动规律： 五、筘座运动曲线图 * 六、实验报告 3、编制MATLAB优化程序 2、建立最优化数学模型，并说明为什么要建立筘座脚最大摆程约束条件。 1、试验目的 4、试验结果 ⑴ 填写优化结果数据记录表 根据优化求解的结果，将设计变量填写下表 设计变量 X1 X2 X3 X4 计算结果 ⑵ 绘出优化前后筘座的运动规律曲线图 （3）根据优化计算结果，试分析优化前、后打纬滞后角变化 *