纺织工业是我国的传统产业，在中国加入WTO以后，面临着更多的机遇和更大的挑战，如何提升产品质量，用机电一体化技术改造传统机器，是当前纺织机械的主要研究课题。纱线的张力是一个重要的性能指标，关系到织物的产品档次，如何在运行过程中动态地检测和控制纱线张力一直是纺织行业的重要课题。 粗纱是前纺中难度最大的一道工序，为纺出高质量、高支数的粗纱，需要维持纺纱过程的恒张力。在这方面，国内现有的机械传动粗纱机存在调节繁琐、需要手工参与、成纱效果差等问题，不能满足市场需要。面对这个很有潜力的市场，我们与安徽第二纺织机械厂共同投入研制开发了计算机控制高速悬锭粗纱机，采用计算机和变频器单独控制各主要传动轴，减少了机械部件，提供了更好的控制性能。由于传动方式的改变，必须重新研究控制模型，张力控制在其中占据了关键位置。 张力的形成是一个动态过程，纱线输出和卷绕两线速度的差异产生了纺纱张力，因此张力控制实质上是一个速度控制问题。通过研究发现问题的关键在于速度模型的关键参数——卷绕直径难以精确计算。由于正常工作时筒管高速旋转，直接测量卷绕直径也不可行。为此，通过试验和比较，在传统粗纱机的锥轮传动模型基础上加以修正建立了计算机卷绕数学模型，利用了原有的专家经验，使模型中卷绕直径的变化规律尽可能接近实际情况，在开环的情况下能基本维持恒定的纺纱张力。 考虑到实际情况下，受棉纱质量和空气湿度等外部因素影响，粗纱的卷绕直径会偏离理论计算值，偏差会直接体现在纺纱张力的变化上，因此在开环速度控制的基础上加入了张力闭环反馈。为尽量减少对粗纱卷绕的影响，采用间接方法测量张力。本文通过动力学分析讨论了悬链线状态纱线的悬垂度和实时张力之间的关系，证明了可以通过测定纱线的悬垂度取得张力信息。对实时张力信号滤波后通过变参数PID控制的方法来实时调整计算机中的卷绕数学模型，达到恒张力纺纱，从而控制粗纱的不匀率到较低的水平。 实际系统建立在变频调速控制基础上，通过高精度的张力传感器检测实时张力，采用计算机控制多电机分部传动，通过触摸式液晶显示屏进行人机对话，从而达到控制纺纱张力，增加条干均匀度，减少断头率的目的。整机经过三个多月的试运行后基本达到设计要求，在2001年5月上海国际纺织机械展览会上展出，获得一致好评。经上海交通大学情报科学技术研究所查新，本产品的张力控制方式属于国内创新。