1. 研究目的与意义（文献综述）

在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。

在工控行业，在一些带状和线状类的产品，经常需要控制张力来达到生产要求，张力控制器就是控制这类张力的一种仪表，张力控制器是一种有单片机或者一些嵌入式器件及外围电路开发而成的系统，是一种控制仪表，它可以直接设定要求控制的张力值，然后直接输入张力传感器的信号（一般为毫伏级别）作为张力反馈值，通过比较得出偏差后，输入到pid等控制器进行处理，最好输出给外围执行机构去控制，最终达到偏差最小，系统响应最快的目的。张力控制器还有所谓的手动控制功能，一般是指人为可以通过张力控制器给定一定的输出量给执行机构（经常为电机的电流量）；一些张力控制器还带有卷径推算功能，一般应用在卷取设备上，有放卷和收卷之分；另外还有锥度调节功能，可以在控制器内部直接设定一些工艺上要求的卷取锥度。

现在国内很多专业应用张力控制系统的厂家都是使用的日本三菱（mitsubishi）公司或者美国蒙特福（montalvo）研制的张力控制器，不但价格昂贵，而且在某方面还不能很好的满足实际需求。

2. 研究的基本内容与方案

本课题的基本内容：本系统中通过stm32单片机，控制算法用pid控制系统，利用电感式角位移传感器间接进行张力的测量，一般在受力的一侧装有电感角位移传感器，采用角位移测量法，传感器信号常采用标准信号如dc 4-20ma恒流或dc 0-10v/ 0-5v输出，在数模转化器的输入或输出端加上电流和电压的转换器。

本课题的目标：利用单片机的模/数转化器，有效的抑制干扰因数的影响，可以稳定地进行张力信号的控制，通过优化pid参数的pid控制方案使可靠性加强，更好的达到控制性能的要求。

本课题的基本技术方案：我们的主要研究方向是通过控制电流从而达到控制张力，实质上核心就是通过stm32单片机控制的稳流源，将220v交流电经过整流、dc-dc变压转换、稳流、最后输出理想的dc 4-20ma恒流信号，由此达到张力控制，而其他传感器环节属于自动化在此概不过多讨论。

3. 研究计划与安排

1～3周：查阅相关文献资料，明确研究方向，确定研究内容，完成开题报告；

4～6周：完成手动型张力控制器硬件电路设计；

7～9周：完成手动型张力控制器软件设计；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]于海生等.微信计算机控制技术.清华大学出版社.1998

[2]王幸之，王雷等.单片机应用系统抗干扰技术.北京航空航天大学出版社.1999.

[3]张洋，刘军.原子教你玩stm32(库函数版).北京航空航天大学出版社,2013

[4]陈志旺.stm32嵌入式控制器快速上手.电子工业出版社,2014.