[发明专利]可吸收缝合线纺丝成形过程中的线径控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及缝合线制造领域，尤其涉及一种可吸收缝合线纺丝成形过程中的线径控制系统及控制方法。

背景技术

我国医用缝合线每年约有15亿元的市场需求，而国产化率却不到40％。湿法纺丝是可吸收缝合线的主要成形工艺，在缝合线成形和缠绕过程中，线径均匀是影响缝合线的吸收期、抗张强度的关键技术指标，压力是否恒定、线径是否均匀直接决定缝合线的品质。

目前，公知的湿法纺丝工艺是纺丝原液经溶解脱泡后送入纺丝机，通过纺丝泵计量、过滤器过滤后进入喷丝头，由喷丝孔中压出的原液细流进入凝固液，再经拉伸、胶联、水洗、干燥、卷绕成形。

但传统的纺丝泵在纺丝原液的成形过程中，由于喷丝头喷丝速度不易控制，易造成经喷丝孔压出的原液细流粗细不均，从而导致成形后的缝合线线径不均。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种可吸收缝合线纺丝成形过程中的线径控制系统及控制方法，实现对线径的快速监控，同时通过合适的控制算法对喷丝速度进行实时反馈控制，实现对可吸收缝合线成形过程中线径的闭环控制，保证生产的可吸收缝合线线径均匀。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种可吸收缝合线纺丝成形过程中的线径控制系统，包括线径检测模块、线径缠绕机构，其特征在于：还包括控制模块、喷丝装置，所述喷丝装置包括直流伺服电机，反串联双液压缸传动机构，喷嘴三部分，所述控制模块的STM32F103ZET6芯片依次通过喷丝装置的直流伺服电机、反串联双液压缸传动机构、喷嘴与线径缠绕机构连接，所述线径检测模块分别与控制模块、线径缠绕机构连接；

所述控制模块采用基于ARM Cortex-M3核心的32位微控制器STM32F103ZET6芯片作为数据处理核心，采用一种改进的广义预测控制算法进行数据处理；

所述反串联双液压缸传动机构包括联轴器、丝杠后支承、螺母块、丝杠、丝杠前支承、导轨、三通接头A、单向阀A、单向阀B、三通接头B、圆柱活塞A、液压缸筒A、锁紧螺母A、活塞连接块、锁紧螺母B、圆柱活塞B、液压缸筒B、三通接头C、单向阀C、单向阀D、三通接头D、输入液槽、挡板B、支架、支撑板B、支撑板A、挡板A、密封环A、密封环B，所述挡板A、丝杠前支承固定在导轨内一端，所述挡板B、支架固定在导轨内另一端，所述联轴器固定在支架内，所述直流伺服电机固定在挡板B上，直流伺服电机轴通过挡板B孔与联轴器连接；

所述丝杠后支承固定在支架上，所述支撑板B和支撑板A间隔的固定在导轨内，所述螺母块设置在丝杠上，当丝杠旋转时，螺母块在丝杠上可水平移动，所述丝杠的一端穿过支撑板A的孔置于丝杠前支承内，丝杠的另一端依次穿过支撑板B孔、丝杠后支承孔、支架孔与联轴器连接，所述活塞连接块固定在螺母块上，所述密封环A套装在圆柱活塞A的一端上并置于液压缸筒A内，所述液压缸筒A通过两端的连接板固定在挡板A、支撑板A上，所述圆柱活塞A的另一端通过锁紧螺母A固定在活塞连接块的一端上；

所述密封环B套装在圆柱活塞B的一端上并置于液压缸筒B内，所述液压缸筒B通过两端的连接板固定在挡板B、支撑板B上，所述圆柱活塞B的另一端通过锁紧螺母B固定在活塞连接块的另一端上；

所述液压缸筒A的进出液口A与三通接头B的1口连接，三通接头B2口与单向阀A的一端连接，三通接头B的3口与单向阀B的一端连接，液压缸筒B的进出液口B与三通接头C的1口连接，三通接头C2口与单向阀C的一端连接，三通接头C的3口与单向阀D的一端连接，单向阀B的另一端通过三通接头D的3口和2口与单向阀C的另一端连接，三通接头D的1口与输入液槽的出口连接，单向阀A的另一端通过三通接头A的3口和2口与单向阀D的另一端连接，三通接头A的1口与喷嘴连接。

可吸收缝合线纺丝成形过程中的线径控制方法，其特征在于：采用一种改进的广义预测控制算法进行数据处理方法如下：

采用一种改进的广义预测控制算法对检测的可吸收缝合线线径与设定值的差值进行算法处理，保证线径测量值与线径设定值一致，采用改进的广义预测控制算法，引入了系统的初始化模型，在此基础上进行系统辨识，然后直接用过程模型参数求解输出，步骤如下：

步骤一、建立初始化模型，

改进的广义预测控制算法采用CARIMA模型描述受到随机干扰的被控对象；

A(q^-1)y(k)＝B(q^-1)u(k-1)+C(q^-1)ξ(k)/Δ

其中