输纱器是纺织设备中一个重要的配件,其基本功能是为圆机、无缝机、袜机、横机、经编机等针织机输送纱线。在纺织工业中,纱线的张力控制问题一直是人们关注的焦点与难点,纱线张力控制是否稳定直接影响到纺织生产的效率以及纺织产品的质量,这就要求输纱器在完成基本输纱功能的同时能对所输送纱线的张力进行恒定控制。基于以上背景,本文对针织机恒张力输纱器进行研究与开发。首先,通过对国内外已有的张力控制技术进行分析归纳和总结,设计了以电阻应变式传感器作为张力检测模块的核心检测元件,以直流无刷电机作为张力调节模块的执行器,以STM32微控制器作为张力控制系统的主控制器的张力控制方案。第二,对纱线张力控制系统进行了控制系统的分析与控制策略的研究。设计了针对于纱线张力控制系统的模糊PID控制器,通过Matlab/Simulink仿真对模糊PID控制器与常规PID控制器进行比较分析,得出结论:对于纱线张力控制系统,模糊PID控制器性能更优。第三,完成了恒张力输纱器软硬件的设计。硬件方面主要包括直流无刷电机驱动电路,张力信号调理电路和STM32微控制器及其外围电路等;软件方面主要包括对输纱电机的控制与测速程序,对张力信号的采样与滤波程序和张力模糊PID控制算法等。系统对张力信号进行实时采样,将采样张力值与目标张力值进行比较得出偏差与偏差变化率,送入张力控制算法,确定控制器输出量以调节输纱电机的速度,从而实现对纱线张力的恒定控制。最后,完成了恒张力输纱器的实验研究与分析,实验包括对张力检测模块的标定,对输纱速度的测试和对张力控制性能的测试。实验结果分析表明:张力检测模块的张力与电压输出线性度良好,最大输纱速度可以达到800m/min,张力控制范围在5c N到100c N之间,误差范围在满量程的5%以内,张力控制效果良好。