基于MATLAB的卷筒纸印刷机张力控制系统的建模与仿真

为了精确研究滚筒印刷的张力特性及控制策略,建立了一个较精确的开卷张力动力学模型,利用MAT-LAB强大的建模、仿真功能,开发了一个开卷张力仿真模型,采用PID对其进行控制,由此构建了完整的卷筒纸印刷机开卷张力控制仿真系统。对多个张力扰动因素进行了研究与仿真,并给出了不同扰动占主导时的张力控制系统仿真结果。     

模型参考自适应恒张力控制系统研究

为解决不适张力对带材供送的影响,通过放卷辊的动力学分析,建立了张力数学模型,分析了影响张力的因素。针对放卷过程中半径变小,而常规PI控制难以实现参数在线调整,提出模型参考自适应张力控制方法,建立了参考模型,采用梯度法推导了自适应率。建立了控制系统模型,并进行了仿真。结果表明,利用该方法系统可以有效的跟随半径减小调节控制器参数,保证了系统的稳定性,缩短了调节时间,减小了超调量。     

滑模变结构在收卷张力控制系统中的应用与仿真

为精确研究卷筒纸印刷机的收卷张力特性及控制策略,通过对无轴传动多机组印刷机实验平台收卷运动的分析,建立了一个较精确的收卷张力动力学模型。利用MATLAB构造了一个以交流永磁同步电机为执行机构的张力控制仿真系统,根据其非线性,设计了滑模变结构控制器,并与传统的PID控制进行了实验比较,结果表明滑模控制改进了张力控制系统的动静态特性。仿真模型综合考虑了多个张力扰动因素,更加接近实际印刷机系统,为将先进的控制理论引入印刷机收卷张力系统,搭建了一个更精确、便捷的仿真平台。     

挤压机的CMAC与PID并行控审

挤压机系统在运行过程中存在不确定性和非线性时变等特点,采用常规控制系统难以适应这种不确定性。将CMAC和PID并行控制算法运用到挤压机加酶制剂加工过程系统中,克服常规PID控制的参数难以整定、系统超调量大、动态响应速度慢等问题。经过MATLAB4仿真,结果表明并行控制能够较好的适应系统不确定性,而且具有响应速度快、超调量小等特点。此方法具有良好的控制效果。     

挤压机的CMAC与PID并行控制

挤压机系统在运行过程中存在不确定性和非线性时变等特点,采用常规控制系统难以适应这种不确定性。将CMAC和PID并行控制算法运用到挤压机加酶制剂加工过程系统中,克服常规PID控制的参数难以整定、系统超调量大、动态响应速度慢等问题。经过MATLAB仿真,结果表明并行控制能够较好的适应系统不确定性,而且具有响应速度快、超调量小等特点。此方法具有良好的控制效果。     

卷筒纸印刷机纸带磁粉制动张力控制优化设计

目的 优化卷筒纸印刷机纸带磁粉制动张力控制系统,降低张力控制系统响应时间、超调量、调节时间,提高系统抗干扰能力,提高纸带张力控制效果.方法 在纸带张力常规PID控制器基础上,引入制动器滞后补偿环节,利用Simulink仿真软件,设计出补偿PID控制器,分别对常规PID控制器和补偿PID控制器开展仿真分析.结果 得到常规PID控制器单位阶跃响应参数,上升时间tr=0.75 s,超调量 σ=9.5％,调节时间ts=2.812s,稳态误差es=0.001.得到补偿PID控制器单位阶跃响应,上升时间tr=0.40 s,超调量σ=6.7％,调节时间ts=1.962 s,稳态误差es=0.仿真15,10 s时引入扰动信号后,常规PID控制器在3.04 s回归稳态;补偿PID控制器在1.21 s回归稳态.结论 通过仿真分析,对比阶跃响应参数和干扰后回归速度,可知补偿PID控制器的动态性能优于常规PID控制器,控制纸带纸力性能较好,为优化卷筒纸印刷机张力控制提供了理论指导.     

挖掘机器人轨迹的模糊CMAC神经网络控制

在对挖掘机器人工作装置动力学分析的基础上,为克服多变量、强耦合及负载扰动对轨迹控制系统的影响,提出了模糊CMAC神经网络与常规控制相结合的控制方法,使神经网络逼近挖掘机器人工作装置逆动力学模型,很好地解决了轨迹控制的问题.利用MATLAB进行仿真研究,结果表明该控制方法具有较高的控制精度和鲁棒性,满足挖掘机器人轨迹控制的要求.     

瓦楞纸板生产线原纸张力自适应模糊PID控制

目的为了解决张力控制不稳定对瓦楞纸板质量和生产效率产生影响的问题。方法对放卷辊进行动力学分析,建立瓦楞纸板的原纸张力数学模型,并分析张力稳定的主要因素。针对传统PID控制不能实现原纸张力控制过程中参数的自适应调整,提出一种变论域自适应模糊PID控制策略,采用变论域模糊控制实现控制参数自整定和控制规则的自调整,并将其应用于原纸张力控制系统中。结果仿真结果表明,该张力控制策略的响应时间约为0.65 s,最大超调量为3%。结论所设计的控制方法与传统的PID控制相比,具有响应速度快、抗干扰能力强、控制输出稳定等优点,能够实现原纸张力的稳定控制。     

模糊自适应PID控制在张力控制中的应用

针对凹版印刷机张力控制系统是一个非线性、强藕合、时变的复杂系统,用普通的PID难以达到理想的控制效果,设计出一种基于模糊控制原理的自适应PID控制器,根据偏差和偏差变化率来实时调整KP、KI、KD的参数.仿真结果表明,这种模糊自适应PID比常规PID控制器在张力控制中具有更好的控制性能.     

凹版印刷机放卷张力模糊自抗扰控制方法

目的提高凹版印刷机放卷系统张力控制的稳定性。方法结合模糊控制和自抗扰控制提出一种放卷张力控制方法。根据放卷系统的工作原理,分别建立料带张力、摆辊动力学、辊筒动力学的数学模型,进而得到放卷系统的非线性数学模型。为了提高控制系统的解耦性能、抗干扰性和内部鲁棒性,基于自抗扰控制的同时引入模糊控制,设计一种模糊自抗扰控制器,并进行相关仿真研究和分析。结果与PID控制器相比,该模糊自抗扰控制器较好地实现了系统解耦,而且具有更好的抗干扰性和内部鲁棒性。结论文中方法可以实现凹版印刷机放卷系统的恒张力控制。     

卷筒料印刷装备收卷张力系统解耦控制研究

目的 为了保证卷筒料印刷装备收卷张力系统的性能,提出一种适用于收卷张力系统的自抗扰（ADRC）解耦控制器。方法 在收卷张力系统数学模型基础上,结合卷筒料收卷系统的工作原理,基于ADRC控制技术设计收卷张力系统的ADRC解耦控制器,并利用Simulink软件对所提出的控制策略进行仿真研究。结果 在相同的阶跃输入下,研究结果表明,PID控制器调整时间为2.4 s,而ADRC解耦控制器调整时间为0.7 s;在PID控制下,收卷基材张力出现超调和震荡,而在ADRC解耦控制下,基材张力无超调和震荡现象;采用PID控制器,收卷牵引跨度张力变化引起收卷跨度张力波动,而采用ADRC控制器则没有波动。结论 提出的卷筒料印刷装备收卷张力系统ADRC解耦控制器实现了高精度张力控制,具有比传统PID控制器更好的控制性能。     

基于模糊自适应PID控制器的张力控制系统

针对常规PID控制在张力控制中,控制参数难以整定的问题,设计出一种基于模糊控制原理的自适应PID控制器,根据偏差和偏差变化率来实时调整Kp、Ki、Kd参数.仿真结果显示,这种模糊自适应PID控制器比常规PID控制器在张力控制中有更好的控制特性.     

Altitude and roll control of a hovering quad-rotor air vehicle using the multi-objective approximate optimization of proportional–integral–differential control

This study explores the optimal proportional–integral–differential (PID) gains of a hovering quad-copter to allow recovery from disturbed altitude and roll positions. Computational fluid dynamics was used to determine the rotor distance and the blade shape parameters for maximizing the hovering thrust. Using a six-degree-of-freedom quad-copter dynamics model, a control algorithm was then used to obtain PID gains. The PID control was approximated using back-propagation neural networks (BPNs). Position control of the quad-copter model was performed by determining the optimal PID gains required to minimize the control duration for altitude and roll. The non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA-II) was used for multi-objective optimization and a BPN was used for meta-modelling the PID control. The PID gains generated from bi-objective optimal designs were compared with the initial design. The results confirmed that the recovery time from an unbalanced position was reduced and that the motion of the quad-copter was better stabilized.     

基于双模糊PID的药品包装贴标张力控制系统设计

目的 为提高药品包装的贴标精度,设计一种基于双模糊PID控制器的贴标机张力控制系统。方法 简要论述药品包装生产线结构及其工艺流程。针对标签纸带收卷过程具有时变性、非线性和动态干扰等特点,设计一种双模糊PID张力控制器。利用副模糊控制器实现主模糊控制器的变量论域系数整定,而主模糊控制器可实现PID控制器参数整定。通过实验验证所述控制系统的有效性。结果 实验结果表明,与PID控制器相比,双模糊PID控制可使系统超调量减小50%,系统调节时间减小65%;贴标位置准确、标签贴附平整。结论 所述控制系统具有较好的抗干扰性能,贴标效果良好,具有一定使用价值。     

Diameter control of copper rod in hot rolling processes

This paper aims to address the issue of fluctuations of copper rod diameter during the process of hot rolling. In addition, it proposes a solution to control the diameter of the copper rod in order to improve the quality of the hot rolling mill products. The change of copper rod diameter during the process of hot rolling results from disturbance effects (such as temperature, torque loading, and plant ageing) which leads to the deterioration of product quality. To overcome changes in the copper rod diameter, a proportional-integral-derivative (PID) based on a particle swarm optimization, auto tuning diameter controller was designed to reduce the fluctuations in the rod diameter and different control techniques with variable structure PID controllers were proposed, evaluated, and compared by extensive simulation tests. The PID diameter controller was designed based on the experimental data that showed that the speed of the rolls leads to sensible differences in the copper rod diameter. It was also designed to guarantee that the synchronization between the stands of the rolling mill is maintained so that the metal flow rates from the first stand to the last one is kept constant. Moreover, it was designed in a way which assures that the tension of the cast bar will remain unchanged and does not conflict with the tension controller. The design of the diameter controller, modeling, validation, verification and simulation of the rolling mill process is presented, which involves the reduction of the copper rod diameter by passing the hot cast bar through a preset roll gap between two work rolls that are driven by a DC motor. A proposed combined-control of motor speed and rod diameter controller reduces fluctuations in the rod diameter.     

新型悬浮包装中薄膜张力的模糊自适应PID控制

目的解决新型悬浮包装缓冲衬垫生产中薄膜张力难以控制的问题。方法建立非连续覆膜环节中张力系统的数学模型,提出以Lab VIEW为仿真软件,模糊自适应PID为控制算法的仿真策略。分析在不同卷径、不同加速度和加减速方式下,薄膜张力的变化情况和算法的控制效果。结果仿真结果表明,薄膜卷径越小张力波动越大,运行加速度越大薄膜张力波动越大。在不同工况下,模糊自适应PID较常规PID有更快的响应速度和更小的超调量。结论模糊自适应PID参数调整简单,适应性好,能满足非连续覆膜过程中薄膜张力稳定的控制要求。     

纸纱复合制袋印刷一体机张力控制器设计

目的研究纸纱复合制袋印刷一体机纸张张力控制器。方法针对纸纱复合制袋印刷一体机的张力控制问题,结合模糊自适应PID与粒子群算法,设计基于余弦自适应调整惯性权重的粒子群优化算法的模糊自适应PID张力控制器。利用余弦自适应调整惯性权重的粒子群优化算法,搜索出一组最优的PID参数,来提高张力的控制精度。结果仿真结果表明,该张力控制方法的响应时间为0.25 s,最大超调量为2%,小于其他方法的响应时间和最大超调量。结论设计的控制器与传统的PID控制和模糊自适应PID控制相比,具有响应速度快、控制输出稳定、调节时间短等优点。