纺织行业属于轻工业,是国民生产经济的重要组成部分。日常生活中,人民对纺织品的品质质量要求日益提高,纱线张力是影响纺织产品质量的一个重要因素。在纱线卷绕过程中,张力的大小和稳定对后续的生产和加工有重大的影响。传统的张力控制器仍然是以机械型为主,分为摩擦型和旋转型两种。但是机械张力控制方法面临着控制效率不高、效果不好的问题,因此纺织设备中出现了电子纱线张力控制器,采用机械结构和微控制器结合的形式,增加了控制的稳定性,提高了生产效率,减少了企业生产成本,具有良好的市场应用前景。为了控制纱线卷绕张力的稳定,研究和建立了系统的数学模型,并采用鲁棒控制算法控制纱线的张力。首先,由胡克定律、库仑定律和质量守恒定律得到了纱线卷绕系统张力的数学表达式。然后通过转矩平衡原理得到纱线收卷时张力和电机转速和转矩之间的关系,得到整个控制系统的数学模型。传统PID控制不能在线修改控制参数,当系统中出现时变性参数和非线性干扰时,控制效果往往不会很理想。因此采用遗传算法对PID控制优化,保证了系统动态过渡性能,避免了控制输入量过大和输出结果超调。完成了基于MIT自适应律的模型参考自适应纱线卷绕张力控制研究和仿真,由于MIT自适应律是局部参数最优化设计,为了克服出现不稳定情况的缺陷,采用基于Lyapunov第二方法的MRAC自适应律的纱线张力控制,MATLAB仿真结果表明系统具有全局稳定性,动态响应快,很好地满足了张力控制系统的要求。为验证所提算法的有效性,搭建了纱线卷绕张力控制实验平台,由微控制器、张力测量模块和无刷直流电机驱动模块等硬件组成。完成了控制系统的软件设计,分别为无刷直流电机速度控制软件、张力传感器数据处理与数字滤波算法软件实现和张力控制策略软件实现等。在张力控制实验中,选取在纱线运动速度为200m/min,400 m/min、600 m/min、800 m/min四种情况下,对比分析了采用两种控制策略对纱线张力控制的变化曲线,其中将纱线张力目标值分别设定为25c N和60c N。实验结果表明:两种控制策略对纱线张力均有良好的控制效果,基于遗传算法整定优化的PID张力控制策略误差波动在5%以内,基于Laypunov第二方法的模型参考自适应控制策略误差波动在3%以内,能满足纱线卷绕系统张力控制要求。