驅(qū)動(dòng)螺母塊向左運(yùn)動(dòng)，活塞連接塊帶動(dòng)圓柱活塞A和圓柱活塞B向左運(yùn)動(dòng)，液壓 缸筒B右端油腔體積增大，壓力減小，單向閥C打開，單向閥D關(guān)閉，輸入液槽中的原液經(jīng)輸入 液槽的出口、三通接頭D的1 口和2 口、單向閥C、三通接頭C的2 口和1 口、液壓缸筒B的進(jìn)出液 接口流入液壓缸筒B的右端油腔；同時(shí)，液壓缸筒A左端油腔體積減小，壓力增大，單向閥B關(guān) 閉，單向閥A打開，液壓缸筒A內(nèi)原液經(jīng)液壓缸筒A的進(jìn)出液接口、三通接頭B的1 口和2口、單 向閥A、三通接頭A的3 口和1 口流入噴嘴，由噴嘴獲得初生態(tài)絲；
[0054] 采用反串聯(lián)雙液壓缸的結(jié)構(gòu)形式構(gòu)成一種新型的噴絲裝置，保證輸出液流速幾乎 無(wú)波動(dòng)，直流伺服電機(jī)的正反轉(zhuǎn)每切換一次，圓柱活塞A、圓柱活塞B作往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次;直流 伺服電機(jī)正反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速越高，圓柱活塞A、圓柱活塞B往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度越快，噴嘴噴出的原液 流速越大，獲得的初生態(tài)絲線徑越小，此時(shí)纏繞速度也同步加大，所以調(diào)節(jié)直流伺服電機(jī)的 正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，就可控制噴嘴噴出的原液流速，而原液流速?zèng)Q定了噴出的線徑，故可控制噴嘴 按設(shè)定的流速值噴出相應(yīng)線徑的初生態(tài)絲，初生態(tài)絲經(jīng)凝固液、再經(jīng)拉伸、膠聯(lián)、水洗、干燥 工序通過(guò)線經(jīng)纏繞機(jī)構(gòu)卷繞成形獲得可吸收縫合線；
[0055] 以線陣CCD為核心的線徑檢測(cè)模塊對(duì)可吸收縫合線線徑進(jìn)行測(cè)量，將線徑測(cè)量值 與線徑設(shè)定值送入控制模塊，通過(guò)改進(jìn)的廣義預(yù)測(cè)控制算法對(duì)檢測(cè)的可吸收縫合線線徑與 設(shè)定值的差值產(chǎn)生的電機(jī)的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)噴絲裝置調(diào)節(jié)噴嘴噴絲速度，獲得與線徑設(shè)定 值一致的初生態(tài)絲，實(shí)現(xiàn)對(duì)可吸收縫合線成形過(guò)程中線徑的閉環(huán)控制。
[0056] 本發(fā)明的有益效果是：以反串聯(lián)雙液壓缸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)一種新型噴絲 裝置，保證了噴絲過(guò)程中輸入原液與輸出原液不間斷且輸出原液流速幾乎無(wú)波動(dòng)，通過(guò)直 流伺服電機(jī)的正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)反串聯(lián)雙液壓缸中的圓柱活塞A、圓柱活塞B作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，通 過(guò)控制直流伺服電機(jī)的正反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，調(diào)整圓柱活塞A、圓柱活塞B的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度，從而 控制噴嘴噴出的原液流速，獲得線徑均勻的初生態(tài)絲，初生態(tài)絲經(jīng)凝固液、再經(jīng)拉伸、膠聯(lián)、 水洗、干燥工序通過(guò)線經(jīng)纏繞機(jī)構(gòu)卷繞成形獲得線徑符合要求的可吸收縫合線。采用一種 改進(jìn)的廣義預(yù)測(cè)控制算法對(duì)檢測(cè)的可吸收縫合線線徑進(jìn)行控制，相比傳統(tǒng)的廣義預(yù)測(cè)控制 算法在控制過(guò)程中需要進(jìn)行丟番圖方程的求解、矩陣的求逆計(jì)算和最小二乘法的遞推求 解，改進(jìn)的廣義預(yù)測(cè)控制算法通過(guò)引入系統(tǒng)的初始化模型，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)辨識(shí)，然 后直接用過(guò)程模型參數(shù)求解輸出，避免了在線求解丟番圖方程的繁瑣步驟，大大簡(jiǎn)化了算 法的計(jì)算過(guò)程，縮短了在線計(jì)算時(shí)間，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)辨識(shí)結(jié)果的快速收斂，提高了控制系統(tǒng)的平 穩(wěn)性，獲得了更好的控制效果。通過(guò)采用一種改進(jìn)的廣義預(yù)測(cè)控制算法對(duì)檢測(cè)的可吸收縫 合線線徑與設(shè)定值的差值產(chǎn)生的電機(jī)的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)噴絲裝置調(diào)節(jié)噴絲速度，使噴絲裝 置的噴絲速度達(dá)到最優(yōu)，保證生產(chǎn)的可吸收縫合線線徑均勻，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)可吸收縫合線成 形過(guò)程中線徑的閉環(huán)控制。
【附圖說(shuō)明】
[0057]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)連接框圖；
[0058]圖2為本發(fā)明噴絲裝置的原理圖；
[0059] 圖3為本發(fā)明噴絲裝置中直流伺服電機(jī)和反串聯(lián)液壓缸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0060] 圖4為本發(fā)明噴絲裝置中直流伺服電機(jī)和反串聯(lián)液壓缸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分解示意 圖；
[0061 ]圖5為本發(fā)明鎖緊螺母A、活塞連接塊、鎖緊螺母B的結(jié)構(gòu)分解示意圖；
[0062] 圖6為本發(fā)明控制模塊中改進(jìn)的廣義預(yù)測(cè)控制算法的流程圖；
[0063] 圖7為現(xiàn)有技術(shù)的線徑檢測(cè)模塊的連接框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0064] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：
[0065] 如圖1至圖5所示，可吸收縫合線紡絲成形過(guò)程中的線徑控制系統(tǒng)，包括線徑檢測(cè) 模塊、線經(jīng)纏繞機(jī)構(gòu)，還包括控制模塊、噴絲裝置。
[0066]噴絲裝置包括直流伺服電機(jī)，反串聯(lián)雙液壓缸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，噴嘴三部分，控制模塊的 STM32F103ZET6芯片依次通過(guò)噴絲裝置的直流伺服電機(jī)1、反串聯(lián)雙液壓缸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、噴嘴8 與線經(jīng)纏繞機(jī)構(gòu)連接，線徑檢測(cè)模塊分別與控制模塊、線經(jīng)纏繞機(jī)構(gòu)連接。
[0067] 控制模塊采用基于ARM Cortex-M3核心的32位微控制器STM32F103ZET6芯片作為 數(shù)據(jù)處理核心，采用一種改進(jìn)的廣義預(yù)測(cè)控制算法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
[0068] 反串聯(lián)雙液壓缸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括聯(lián)軸器2、絲杠后支承3、螺母塊4、絲杠5、絲杠前支 承6、導(dǎo)軌7、三通接頭A9、單向閥A10、單向閥B11、三通接頭B12、圓柱活塞A13、液壓缸筒A14、 鎖緊螺母Al 5、活塞連接塊16、鎖緊螺母B17、圓柱活塞Bl 8、液壓缸筒Bl 9、三通接頭C20、單向 閥C21、單向閥D22、三通接頭D23、輸入液槽24、擋板B25、支架26、支撐板B27、支撐板A28、擋 板A29、密封環(huán)A30、密封環(huán)B31。擋板A29、絲杠前支承6螺裝在導(dǎo)軌7內(nèi)一端，擋板B25、支架26 螺裝在導(dǎo)軌7內(nèi)另一端，聯(lián)軸器2螺裝在支架26內(nèi)，直流伺服電機(jī)1螺裝在擋板B25上，直流伺 服電機(jī)1軸通過(guò)擋板B25孔與聯(lián)軸器2連接。
[0069]絲杠后支承3螺裝在支架26上，支撐板B27和支撐板A28間隔的螺裝在導(dǎo)軌7內(nèi)，螺 母塊4通過(guò)螺母塊4的內(nèi)螺紋螺接在絲杠5上，當(dāng)絲杠5旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺母塊4在絲杠5上可水平移 動(dòng)，絲杠5的一端穿過(guò)支撐板A28的孔置于絲杠前支承6內(nèi)，絲杠5的另一端依次穿過(guò)支撐板 B27孔、絲杠后支承3孔、支架26孔與聯(lián)軸器2連接在一起。
[0070] 鎖緊螺母A15和鎖緊螺母B17分別通過(guò)螺釘固定在活塞連接塊16兩端面上的凹槽 16-1中，活塞連接塊16螺裝在螺母塊4上。
[0071] 密封環(huán)A30套裝在圓柱活塞A13的一端上并置于液壓缸筒A14內(nèi)，液壓缸筒A14通過(guò) 兩端的連接板固定在擋板A29和支撐板A28上，圓柱活塞A13另一端上的凸起與鎖緊螺母A15 一端凸起端上的內(nèi)螺紋螺接在一起。
[0072] 密封環(huán)B31套裝在圓柱活塞B18的一端上并置于液壓缸筒B19內(nèi)，液壓缸筒B19通過(guò) 兩端的連接板固定在擋板B25、支撐板B27上，圓柱活塞B18另一端上的凸起與緊螺母A15另 一端凸起端上的內(nèi)螺紋螺接在一起。
[0073] 液壓缸筒A14的進(jìn)出液口 A14-1通過(guò)連接管與三通接頭B12的1 口連接，三通接頭 B122 口通過(guò)連接管與單向閥Al 0的一端連接，三通接頭B123 口通過(guò)連接管與單向閥B11的一 端連接。
[0074] 液壓缸筒B19的進(jìn)出液口 B19-1通過(guò)連接管與三通接頭C20的1 口連接，三通接頭 C202 口通過(guò)連接管與單向閥C21的一端連接，三通接頭C20的3 口通過(guò)連接管與單向閥D22的 一端連接，單向閥B11的另一端經(jīng)連接管通過(guò)三通接頭D23的3 口和2 口與單向閥C21的另一 端連接，三通接頭D23的1 口通過(guò)連接管與輸入液槽24的出口 24-1連接，單向閥AlO的另一端 經(jīng)連接管通過(guò)三通接頭A9的3 口和2 口與單向閥D22的另一端連接，三通接頭A9的1 口通過(guò)連 接管與噴嘴8連接。
[0075] -種可吸收縫合線紡絲成形過(guò)程中的線徑控制方法，采用一種改進(jìn)的廣義預(yù)測(cè)控 制算法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理方法如下：
[0076] 采用一種改進(jìn)的廣義預(yù)測(cè)控制算法對(duì)檢測(cè)的可吸收縫合線線徑與設(shè)定值的差值 進(jìn)行算法處理，保證線徑測(cè)量值與線徑設(shè)定值一致，采用改進(jìn)的廣義預(yù)測(cè)控制算法，引入了 系統(tǒng)的初始化模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)辨識(shí)，然后直接用過(guò)程模型參數(shù)求解輸出，步驟如 下:如圖6所示，
[0077]步驟一、建立初始化模型，
[0078] 改進(jìn)的廣義預(yù)測(cè)控制算法采用CARBlA模型描述受到隨機(jī)干擾的被控對(duì)象；
[0079] A(q_1)y(k)=B(q_1)u(k-l)+C(q_1)C(k)/A
[0081] |u(k)}和y(k)分別表示被控對(duì)象的輸入和輸出，(T1是后移算子，SPq^KlOzyU-l)，q-hGOiU-lhAU-4和C(q-4是后移算子q- 1的多項(xiàng)式，A=l-q-1表示差分算 子，R(k)}是均值為零的白噪聲系列；
[0082] 當(dāng)被控對(duì)象參數(shù)未知或慢時(shí)變時(shí)，需先在線估計(jì)出A(q4)、B(q4)、C(q4)的系數(shù)， 用參數(shù)預(yù)估值代替真實(shí)值進(jìn)行控制律的推導(dǎo)。即根據(jù)系統(tǒng)的仿真結(jié)果，確定系統(tǒng)的初始化 參數(shù) A(q-"、B(q-1W"；
[0083] 由于縫合線的紡絲成型的工藝復(fù)雜，線徑檢測(cè)位置距離噴絲裝