基于分数阶滑模控制的高精度印刷机纠偏系统研究

目的 解决卷对卷印刷收卷不齐的问题，提高收卷精度。方法 对印刷机收卷纠偏原理进行分析，建立收卷纠偏系统数学模型，提出基于分数阶滑模控制的纠偏算法，分析其稳定性。在不同收卷线速度、不同跑偏干扰输入信号的条件下进行仿真。搭建收卷纠偏实验平台，对2种控制方法进行收卷纠偏控制实验。结果 仿真结果表明，分数阶滑模控制器比传统PID控制器具有较好的动态性能和稳态性能。实验结果表明，分数阶滑模控制算法比传统PID控制具有更高的纠偏精度。结论 分数阶滑模控制算法可以有效提高印刷机收卷纠偏精度，满足高精度印刷要求。     

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。     

基于改进模糊控制的印刷机卷纸张力均衡器设计

目的为了提高印刷机收卷系统张力平衡控制性能,结合模糊控制和PID控制设计一种卷纸张力均衡器。方法以无轴传动多机组卷纸印刷机为例,介绍其工作原理并建立收卷张力数学模型。在模糊控制的基础上,加入调整因子,用于实时调节PID控制器的关键参数比例、积分、微分系数。基于ARM控制器STM32F103RC搭建收卷张力控制系统。通过仿真和实验验证所述方法的可行性和有效性。结果实验结果表明,采用改进模糊控制器后,其线速度和张力曲线平滑、收敛速度较快、超调量较小。结论所述控制方法能够有效抑制非线性因素导致的抖振等问题,可满足印刷工艺要求。     

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。     

凹印机PID算法实现

目的论述基于PLC工业控制器的多闭环回路的PID算法实现,改进印刷机上的PID控制过程。方法针对陕西北人机组式凹版印刷机的张力控制系统,采用PLC编程实现速度和张力调节器的算法;在经典PID和数字PID算法基础上,采用试凑法对PID控制器进行参数整定,并在凹版印刷机上进行验证实验。结果速度环实验表明:在500 r/min的情况下,电机很快达到设定值,当外部扰动出现时,大约经过6 s电机重新进入稳定状态;张力环实验表明:当卷径为92~800 mm时,所整定的PID参数能够满足4个阶段收卷的不同任务要求,正常运行时系统运行速度为100~200 m/min,且系统出现外部干扰时能够很快调节摆辊位置,使其恢复到垂直位置。结论多级PID控制方式和参数整定能满足当前国产凹印机的收卷需求,但当卷径不断变化超出800 mm时,或者印刷速度大于200 m/min时,整定好的PID参数会使系统性能变坏,仍不能满足高效高速凹印机的生产任务要求,需不断改进张力控制方案。     

基于自抗扰控制的放卷系统张力控制器设计

目的在印刷机放卷系统中,利用自抗扰控制(ADRC)技术,提出一种张力控制的新方法。方法根据放卷系统的工作机理,首先建立放卷张力系统的非线性数学模型,推导了系统阶数和输入系数。然后针对所建立的放卷张力系统数学模型,利用ADRC技术设计放卷系统的张力观测器和张力控制器。最后通过仿真和实验验证所设计的张力控制器的内部鲁棒性和抗干扰性能。结果在ADRC控制下,张力T2不受辊筒1半径R1和辊筒2角速度ω2变化的影响,能够快速无超调地达到稳定值60 N;随着R1的减小和ω2的增大,ADRC控制下产生的误差无论从数值上还是持续时间上都比PID控制下产生的误差小得多。结论仿真和实验的结果表明,所设计的ADRC控制器较传统PID控制器具有更好的鲁棒性和抗干扰性。     

印刷机张力控制系统的建模与仿真

卷筒纸印刷中影响印刷速度和印品质量的主要因素是纸带的张力,因此,要提高卷筒纸印刷质量,必须精确控制纸带张力,国外的卷筒纸印刷机全面控制系统发展较快,但国产印刷机张力控制的研究与国外相比有很大差距.针对这一问题,研究了一套较完整的适用于各种印刷方式的张力控制理论和方法,对印刷机张力控制系统进行了建模与仿真实验.实验表明,设计的控制结构具有良好的可靠性能,对提高国产卷筒纸印刷机张力控制系统的精度具有重要意义.     

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。     

FFS重膜印刷机收卷部双锥度张力控制方法

目的解决FFS重包装膜在高速印刷过程中带卷过大所引起的卷膜中心处皱折和端面不齐等产品质量问题。方法提出一种双锥度张力控制方法,通过对收卷张力和辊筒压力分别采用锥度张力控制来有效控制卷膜内部张力的分布,令卷膜内部张力分布更加均匀。基于等效张力的概念,对卷膜中的单元体进行受力分析,得到卷膜受力和卷膜自身张力的变化规律。建立卷膜张力的数学模型,对双锥度控制方法的性能进行理论分析。结果通过集成到设计的平台上,对所提出方法的有效性进行验证,实验结果表明该方法使收卷张力更加稳定,可减少卷膜内层抓心变形,产品合格率提高至98%以上。结论实验结果验证了所提出方法和研制装置的有效性,可有效解决产品出现的质量问题。     

基于模型自抗扰控制器在无主轴凹版印刷机控制中的应用分析

在印刷机的纠偏控制中,多以调节PID控制器的参数为研究方向,使印刷机的性能良好。自抗扰控制器的特性是控制对象的模型未知时,仍能够实现较为精确的扰动补偿。本文从印机物理结构以及印刷工艺出发,给出了部分推导无主轴凹版印刷机模型步骤以及完整思路。然后通过仿真得到基于模型的自抗扰控制器（即使模型粗燥）比普通的PID控制器,以及普通自抗扰控制器有更好的性能。     

卷筒纸印刷机张力控制研究

针对卷筒纸印刷生产的特点,阐述了张力控制的目的和影响张力的主要因素,分析和研究了纸带张力控制机理.通过对罗兰卷筒纸印刷机纸带张力控制系统实例,详细剖析了张力控制系统的控制规律和控制回路.说明了张力控制系统中采用的PID控制规律的优点,并得出纸带张力控制系统的影响因素和控制中需要解决的相应问题.     

基于无轴试验平台的张力控制系统数学建模与仿真研究

对卷筒纸印刷机在印刷过程中张力变化的一般规律进行了研究,建立了较符合实际情况的张力变化的一般规律数学模型,并用Matlab软件对模型进行仿真分析.仿真结果表明,所建立的数学模型基本符合实际工作状况.该仿真系统为实际控制系统的搭建,提供了理论依据.     

基于CMAC的恒张力控制系统研究

针对张力控制系统的时变性和耦合性,通过卷辊和带材的动力学分析,建立了张力系统动力学模型,分析了影响张力的主要因素.为解决常规PID控制在张力控制过程中难以实现参数整定的问题,提出CMAC与常规PID并行控制方案,利用CMAC的非线性映射能力适应时变系统的要求.建立了控制系统模型,并进行了仿真.结果表明,该方法的控制效果优于常规PID,抑制扰动能力强、稳定性较好.     

基于模糊控制的印刷电子装备套准系统控制策略

目的为了提高凹版印刷电子装备的制造精度和一致性,提出一种将模糊控制与PID(Proportion-Integral-Differential)控制有机融合的多层套准系统控制策略。方法在2层套准系统模型基础上,结合多层套准系统的套印工艺,建立4层套准系统非线性耦合数学模型,有机结合模糊控制和PID控制设计4层套准系统模糊PID控制策略,并利用Simulink软件对所提出的控制策略进行仿真研究。结果仿真结果表明,提出的套准系统模糊PID控制策略很好地抑制了张力波动、速度干扰、料带性能变化引起的套准误差。结论提出的多层套准系统控制策略实现了高精度套准控制,具有比PID控制器更好的控制性能。     

卷筒纸印刷机张力系统的检测

阐述卷筒纸印刷机纸带张力控制的重要性和张力不当产生的印刷问题;针对张力的重要作用阐明了张力控制中的张力检测问题,着重论述目前卷筒纸印刷机中采用的几种典型张力检测装置的原理和检测方法.     

基于改进FNN-CCC的双伺服压力机同步控制策略研究

目的 改善双伺服压力机同步控制策略的动态响应性能和鲁棒性,提升双伺服压力机的单轴跟踪精度和双轴同步精度,实现成形过程的高精度位置控制。方法 建立双伺服压力机驱动系统数学模型,分析系统同步误差来源,结合模糊神经网络单轴控制算法,引入迭代学习律,设计一种改进模糊神经网络-交叉耦合（FNN-CCC）同步控制器。基于系统控制模型进行单轴阶跃响应特性与双轴正弦跟随特性仿真,搭建嵌入式双伺服压力机驱动系统试验平台,在偏载干扰条件下进行双轴同步控制试验,验证所提出理论的有效性。结果 仿真结果表明,与模糊控制算法和BP神经网络控制算法相比,该控制器单轴控制算法的超调量分别减少了11.5%和25.5%,调节时间分别减少了48.8%和34.4%,具有更好的动态响应性能。与原控制器相比,改进后的交叉耦合同步控制器最大双轴同步误差降低了65.7%,同步控制精度有所提高。试验结果表明,与传统PID-交叉耦合控制器相比,改进的FNN-CCC控制器有更好的控制性能,在热冲压合模成形阶段,单轴跟踪误差分别减小了81.8%和75.0%,双轴同步误差减小了69.2%。结论 所提出的同步控制策略在偏载干扰条件下具有较好的动...