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智能化纺织装备与控制技术团队

  (1)、团队基本情况

  智能纺织装备与控制技术团队围绕智能化纺织装备,采用自动化、计算机、机械等多学科相关理论与技术对各类纺织装备进行设计、控制、制造等方面的科研攻关,拟在直线执行机构、磁场调制与装置、纺织高速高精度运动控制、纺织装备振动噪声与节能、针织装备集成等方面获得突破。

  (2)、团队成员介绍

  张团善,副教授,硕士生导师。

  研究方向:嵌入式技术、电机设计与控制、针织自动化、机器视觉。

  邮箱: zhangtuanshan@xpu.edu.cn

  沈丹峰,副教授,硕士生导师。

  研究方向:机器人SLAM技术、纺织机械及机电一体化

  邮箱: dfshen@xpu.edu.cn

  呼延鹏飞,讲师,硕士生导师。

  研究方向:电磁微执行器设计、电磁驱动、微型多稳态结构设计

  邮箱: huyanpengfei@xpu.edu.cn

  郭倩,在读博士,高级工程师

  研究方向:智能检测与系统、增材制造及快速成型技术

  邮箱:guoqianyun@126.com

  盛晓超,讲师,硕士生导师

  研究方向:磁悬浮高速高精度运动控制、机器人智能控制理论与技术、智能机电系统的优化设计与控制、磁悬浮织针驱动系统

  邮箱:xchsheng@163.com

  左贺,讲师

  研究方向:智能结构与振动控制、机器视觉

  邮箱:zuohe@xpu.edu.cn

  (3)科研平台


一体袜机研究平台

电脑横机开发平台

    磁场调制开发平台


直线电机研究平台

机器人研究平台

 机器视觉开发平台


电机驱动研究平台

虚拟仪器开发平台

 微执行器研究平台

  (4) 研究领域

  1)、现代针织技术

  针织是纺织工业的重要生产技术,相对于织造技术,针织是机械、电子、自动化、人工智能学科的综合体。

  2)、现代纺织技术

  研制大型棉纺织企业(10万锭以上)的纺纱织布全功能工厂的智慧工厂,在不改变主机设备的前提下,实现关键辅助工序机器人化,进一步降低用工,解决棉纺织企业人工成本的压力,使棉纺织企业能够在发达地区落地,改变纺织企业低端产业的格局。

  3)、直线电机技术

  直线电机不仅是高端装备的核心关键部件,其技术水平的高低和应用普及水平也是国家科技水平的重要标志,目前团队主要在以下2个方面取得突破。

  横机直线电机智跑纱嘴:针对当前针织机械纱嘴结构的传动方式的缺点,研究适应横机纱嘴主动运行的绕组分段直线电机本体、驱控系统、传感器系统、及纱嘴工艺系统等,从而改变当前横机纱嘴系统的自动化水平,提升横机装备智能化水平和国际竞争力。

  Ø 高性能无拖链线直线电机:针对有拖链线的直线电机,在长行程和狭小空间的使用场合受限而开发的。

  4)、磁场调制直线电机技术

  磁场调制永磁直线电机(Flux-Modulation Linear Permanent Magnet Machine,FMLPMM)采用类似“磁齿轮”工作原理产生推力,具有大幅提升推力密度的潜力,且结构上与常规直线电机差别不大,因此具有很好的研究意义及工程应用价值。开展的研究项目有:电动织针、海浪发电、电磁引纬等

  5)、嵌入式技术

  嵌入式技术是以应用为中心,以计算机技术为基础的系统技术。它初起源于单片机技术,是各类数字化的电子、机电产品的核心,主要用于实现对硬件设备的控制、监视或管理等功能。本方向主要研究电脑横机、电脑袜机、织机控制系统等。

  横机控制系统 袜机控制系统

  6) 、PCB电机驱动技术

  随着PCB工艺的不断发展,出现了将绕组直接印制在印刷电路板上的做法,使PCB板代替绕组铁芯,称为PCB绕组。由于去除了定子铁芯,电机的重量得到了减轻,体积变得更加小巧,消除了电机的齿槽结构,减小了噪声,磁密分布的更加均匀,使得电机的转矩输出更加平稳。PCB绕组便于加工、成本低、可靠性高、制作精度高,能够进行批量生产制造。该方向是团队的重点研究方向,用于改造创新

  传统纺织装备。

  。

  7)、电磁微执行器驱动技术

  微执行器是微机电系统中一种常见的运动部件,既可以为系统提供动力,也可以成为系统的操作和执行单元。基于多稳态方法设计的电磁型微执行器,一般由运动单元及两个或多个可重复到达的稳态位置构成。受益于其简单的设计结构及开环控制,其具有响应快、能耗低、无需安装传感器、便于加工等特点,被广泛应用于工业中,常见的应用有光学开关、阈值碰撞传感器、机械储存器,驱动器、变体飞机、定位平台、触觉显示、模块化机器人、高精度步进驱动动力源等。

  8)、机器视觉

  作为运动控制的重要组成部分,团队在视觉缺陷检测与视觉伺服方面集中攻关,主要解决纺织装备相关机器视觉相关难题。

  (5)、代表性科研项目

  1. 国家科技部支撑计划(项目编号:2012BAF13B00)

  2. 国家自然科学基金青年科学基金项目(项目编号:52105584)

  3. 陕西省科技计划重点研发项目(项目编号:2016GY-023)

  4. 陕西省科技计划重点研发项目(项目编号:2023-YBGY-330)

  5. 陕西省教育厅自然科学专项项目(项目编号:20JK0644):

  6. 中国纺织工业联合会科技指导性计划项目(项目编号:2021074)

  7. 企业横向项目“E2SB hinge强度仿真分析”(项目编号:2022kj-581)

  8. 企业横向项目“织布车间自动落布车的开发”(项目编号:2018KJ-463)

  9. 陕西省西安市科技局科研项目(项目编号:201805030YD8CG14(12));

  10.陕西省教育厅科研项目(项目编号:18JK0341);

  11.高校合作课题项目(项目编号:2017KJ-061)

  (6)、代表性论文

  [1] Tuanshan Zhang, Haoran Ma. ClothNet: sensitive semantic segmentation network for fabric defect detection. Textile Research Journal. 2022; 93 (1-2):103-115.

  [2] T. Zhang, X. Mei and X. Du, "A New Winding Segmented Permanent Magnet Linear Synchronous Motor for Multiple Passive Carriers," in IEEE Transactions on Magnetics, vol. 58, no. 7, pp. 1-9, July 2022, Art no. 8202309, doi: 10.1109/TMAG.2022.3171213

  [3] T. Zhang, X. Mei and X. Du, "SVM-Based Optimizing Control of Two-Phase Winding Segmented Permanent Magnet Linear Synchronous Motor," in IEEE Access, vol. 10, pp. 55176-55186, 2022, doi: 10.1109/ACCESS.2022.3176850

  [4] T. Zhang, X. Mei and X. Du, "Absolute Position Acquisition for Linear Synchronous Motor With Passive Mover," in IEEE Access, vol. 9, pp. 100757-100768, 2021, doi: 10.1109/ACCESS.2021.3096957

  [5] T. Zhang, X. Mei. Research on Detent Force Characteristics of Winding Segmented Permanent Magnet Linear Synchronous Motor Based on Analytical Model[J]. Symmetry, 2022, 14(5): 1049

  [6] T. Zhang, X. Mei.Inductance Analysis of Two-Phase Winding Segmented Permanent Magnet Linear Synchronous Motor[J]. Symmetry, 2022, 14(6): 1049

  [7] T. Zhang, X. Du and X. Mei, "Modelling and Analysis of Two-Phase Winding Segmented Permanent Magnet Linear Synchronous Motor," 2021 13th International Symposium on Linear Drives for Industry Applications (LDIA), Wuhan, China, 2021, pp. 1-6, doi: 10.1109/LDIA49489.2021.9505947

  [8] Hanqing Zhao, Tuanshan Zhang. Fabric Surface Defect Detection Using SE-SSDNet.Symmetry.2022;14(11):2373.

  [9] . Huyan Pengfei, Huang Yulin, Li Pengchao, Cui Ximing, Laurent Petit, and Christine Prelle. Experimental Characterization of a Stick-Slip Driving Micro Conveyance Device Consisting of Digital Actuators[J],Actuators, 2022, 11(4):112-122.

  [10] Huyan Pengfei, Li Pengchao, Huang Yulin, Cui Ximing. Design, Micro-Fabrication, and Characterization of a 3-DoF Micro-Conveyor Based on Digital Actuators[J], Actuators, 2022; 11(10):294.

  [11] Xiaochao Sheng, Chia-Hsiang Menq, Tao Tao. Analysis of coupled motion constraints and coupling errors for a six-axis magnetic levitation stage[J]. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 2020, 234(11): 2097-2112.

  [12] Xiaochao Sheng, Chia-Hsiang Menq, Tao Tao. Active damping and disturbance rejection control of a six-axis magnetic levitation stage[J]. Review of Scientific Instruments, 2018, 89(7): 075109.

  [13] 刘泽旭, 胥光申, 盛晓超*, 代欣怡. 洛伦兹力磁悬浮织针驱动器设计与仿真[J]. 纺织学报, 2021, 42(11):159-165.

  [14] Maowen Fu, Danfeng Shen,etc.Integrated sliding mode intelligent fractional-order backstepping control of warp tension based on fixed-time extended state observer[J]. Textile Research Journal, 2023:

  [15] Qian Guo,Cheng Shuang,Xizheng Ke .Experimental Study of Large Amplitude Wavefront Correction in Free Space Coherent Optical Communication[J].Current Optics and Photonics,2021(12).SCI:000740515800002

  [16] Qian Guo, Xiaodong Zhang,a, Fengnian Tian3.Research on power stability control of semiconductor laser[J].matec web of conferences,2019(01).

  [17] Dorian ROTIER, Xiaodong Zhang , Qian Guo , Liang Yuan. Research on Brain Control Technology for Wheelchair [J].matec web of conferences,2019(01).

  [18] Shuguang Liu,Qian Guo, Wenpu Zhao.Research on Active Heave Compensation for Offshore Crane[J].IEEE 2014 26th Chinese Control and Decision Conference (IEEE), 2014.CPCI-S(WOS:000343577701177).EI:20143218039308

  [19] Shuguang Liu,Qian Guo,Xuexing Wu,A HFID-based Online Testing Technique for Internal Pressure of Vacuum Breaker[J]. IEEE 2014 26th Chinese Control and Decision Conference (IEEE) 2014.CPCI-S(WOS:000343577701176).EI: 20143218039307

  (7)、代表性授权发明专利

  (8)、获奖荣誉

  1)、代表性科研获奖

  2)、代表性竞赛获奖

 

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