印刷机套准系统耦合建模与控制器设计

目的研究印刷机套准系统耦合建模及精密控制策略以减小套准误差。方法根据印刷机套准系统工作机理建立多色套准系统的非线性耦合数学模型,并进行线性化改造,在所建立数学模型基础上设计基于PID的前馈套准误差控制策略,并将该策略控制效果与传统PID控制效果进行仿真对比。结果在张力干扰下,套准误差由±20μm减小到±0.8μm;速度波动下,套准误差由±30μm减小到±1.5μm。结论PID前馈控制策略能够显著减小套准误差,提高套准控制的精度。     

基于PLC与图像联合控制的印刷套准系统关键技术研究

以印刷套准智能化问题为研究对象,制定了基于PLC与图像联合控制的印刷套准控制系统总体方案,并就图像处理、数据存储和通讯、硬件选型等系统实现的关键技术进行了研究。经实验验证,该系统实现了印刷套准标记的在线检测和自动校准,套准标记灵活、多样。通过串行设备服务器组成以太网,实现了印刷全过程的远程监控。     

凹版印刷多色套准控制系统设计

目的 为减小凹版印刷过程中套印误差、提高印刷质量.方法 分析凹版印刷产生误差的主要原因,基于模糊控制设计一种多色套准控制系统.论述基于图像处理的套印误差检测原理.根据多色套印的生产需求,设计一种模糊比例-积分-微分(PID)控制器.利用模糊推理,该控制器可对PID参数进行自适应调整,进而实现高精度、高速度印刷.最后,采用数字信号处理器(DSP)搭建控制系统架构,并进行实验研究.结果 实验结果表明,套印偏差最大值只有0.018 mm,远小于行业标准;套印偏差检测速度明显大于印刷速度,可确保印刷过程的实时性.结论 所述多色套准控制系统具有精度高、速度高等特点,可满足印刷、包装等相关行业的要求.     

基于卷积神经网络的印刷套准识别方法

目的 针对目前印刷套准识别方法依赖于经验人工设计特征提取的问题,提出一种不需要人工提取图像特征的卷积神经网络模型,实现印刷套准状态的识别.方法 采用图像增强技术实现不均衡训练集的均衡化,增加训练集图像的数量,提高模型的识别准确率.设计基于AlexNet网络结构的印刷套准识别模型的结构参数,分析批处理样本数量和基础学习率对模型性能的影响规律.结果 文中方法获得的总印刷套准识别准确率为0.9860,召回率为1.0000,分类准确率几何平均数为0.9869.结论 文中方法能自动提取图像特征,不依赖于人工设计的特征提取方法.在构造的数据集上,文中方法的分类性能优于实验中的支持向量机方法.     

印刷套准识别方法研究

目的研究印刷标志套准机器快速和高精度的识别方法。方法提取印刷标志图像的灰度共生矩阵表达其纹理特征,采用Adaboost分类器对印刷标志套准图像进行识别,以判断印刷是否套准。结果提取出了印刷标志图像的能量、熵、惯性矩、相关度等的均值和标准差的8维图像纹理特征。为了比较不同分类器的分类性能,分别得出了Adaboost、K近邻、贝叶斯、支持向量机、Fisher和决策树对印刷标志图像纹理特征的分类准确率和分类时间。结论采用文中方法,印刷标志图像套准识别准确率达到97.5%,分类时间达到0.022 377 s,优于其他的分类方法。     

基于约束谱聚类的印刷套准状态识别

目的 针对实际生产中获取印刷标志图像标签成本较高的问题,研究基于约束谱聚类的印刷套准状态识别方法.方法 基于少量有标签的样本,建立样本之间的must-link约束和cannot-link约束,并进行约束扩展.计算印刷标志图像样本点欧式空间相似度矩阵,并根据扩展后约束关系修正,构建样本点的特征向量空间.采用K-means方法对样本点特征向量空间进行2类聚类,即印刷套准图像和印刷套不准图像.结果 文中方法在实验数据集上的最高印刷套准识别准确率为98.11％.文中方法(约束对数为30)的识别准确率优于无监督的谱聚类方法、朴素贝叶斯方法和决策树方法,文中方法与SVM方法的识别准确率接近.文中方法获取印刷标志图像标签的成本低于SVM方法,且模型建立和识别的时间也少于SVM方法.结论 文中方法以较少的获取印刷标志图像标签成本达到了较高的印刷套准识别准确率.     

卷筒纸印刷中张力与套准关系的研究

目的通过在不同张力条件下,对四色印刷的纸张横向变形量和纵向变形量进行分析研究,获得卷筒纸印刷中张力与套准偏差的关系,进而得到实际印刷中最佳的印刷张力范围,指导印刷实践。方法在实际印刷生产中,在各色印版上指定位置设定多个纸张变形量检测图标,在不同的印刷张力进行印刷,利用CCD成像和图像处理技术对印刷到纸上的各色图标进行信号采集、图像处理和数据分析,获得各色印刷中各个位置图标的横向扩散、纵向扩散与印刷张力的关系曲线。结果实验获得数据及关系曲线与理论分析基本吻合,该实验过程和研究方法可作为生产质量管理的有效手段。结论卷筒纸印刷中,张力较小时,纸张的横向和纵向套准偏差与张力变化保持线性关系,随着张力的增加,纸张横向变形将减小并趋于左右均衡,图文纵向位置将趋于稳定,纵向套准波动减小。张力超过某一临界值后,张力变化对套准偏差的影响很小,适于进行印刷套准的补偿和控制。     

基于特征融合与降维的印刷套准识别方法

目的针对单一方面特征难以准确表达印刷标志套准状态的问题,研究印刷标志图像多维特征提取、融合和降维的印刷套准识别方法。方法提取印刷标志图像的灰度共生矩阵、Tamura纹理特征、灰度差分统计特征和灰度梯度共生矩阵表达其纹理,并采用主成分分析法对融合后的多维特征进行降维处理,得到主特征。将印刷标志图像的主特征数据分成训练集和测试集。支持向量机模型通过对训练集的学习确定模型参数,然后在测试集上验证模型的性能。结果文中建议方法在测试集上的识别准确率为99%,训练集对支持向量机模型的训练时间为1.9327 s,模型在测试集上的识别时间为0.0307 s,模型的总体时间(训练时间和识别时间之和)为1.9634s。结论文中建议方法优于采用单一方面特征的识别准确率;同时在不影响识别准确率的情况下,优于未PCA降维方法的模型训练时间、识别时间和总体时间。     

彩色印刷套准标记的自动检测方法

本文主要介绍了在印刷生产过程中，利用机器视觉采集特定的套准标识，通过数字图像处理的方法快速、准确地测定出套准精度，及时调整印刷控制的原理及方法，并对其精度进行评价。     

基于支持向量数据描述的印刷图像套准状态检测方法

目的 针对不均衡的印刷标志图像训练集构建的二分类模型,对少类的印刷套不准图像识别准确率低的问题,研究不均衡印刷标志图像套准状态的单分类模型识别方法。方法 提出支持向量数据描述方法,实现多类的印刷套准图像和少类的印刷套不准图像的准确识别。采用多类的印刷套准图像训练支持向量数据描述,构建模型。采用网格寻优方法和交叉验证方法确定模型的最佳参数 和 。利用模型对印刷标志图像套准状态进行识别。结果 采用文中提出的支持向量数据描述方法,对印刷标志图像套准状态识别获得的总体识别率a为0.9500,印刷套准图像和印刷套不准图像识别准确率的几何平均数Gmean为0.9513。结论 文中提出的方法获得的总体识别率a和识别率的几何平均数Gmean要优于实验中的其他方法。     

基于模糊PID控制的粉末包装计量控制系统

目的针对粉末包装计量控制系统中由于粉末的流量与螺杆的转速存在着一定非线性的特点,提出一种基于模糊PID的粉末计量包装控制系统。方法该粉末包装计量控制系统由螺杆计量机构、称重机构和信号采集处理单元等组成,根据系统特性,结合模糊逻辑构建模糊自适应调整机构对PID控制器参数进行在线调整,以适应系统特性的非线性变化,并基于Matlab对控制系统进行仿真。结果样机计量控制时偏差度最大为0.8%,仿真结果表明模糊PID较传统PID具有更好的效果。结论该控制系统实际控制工作稳定,鲁棒性较好,可以满足实际控制系统的需要。     

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.     

基于模糊短反馈PID控制的粉末包装计量控制系统

目的粉末包装计量控制系统具有非线性等特点,传统的PID控制越来越无法满足工业产品包装的性能要求,为了提高包装机计量控制系统的速度、精度以及稳定性等,以实现快速精准的产品包装。方法在现有控制理论的基础上,结合模糊控制理论和生物神经内分泌腺体激素调节的原理,提出一种基于模糊短反馈PID控制的粉末包装计量控制系统。模糊控制的引入可以实现对传统PID控制器参数的在线调整;短反馈算法的引入可以使模糊PID控制更加精确、快速,并将该新型控制算法应用到粉末包装定量控制系统中与传统控制算法进行对比。结果通过Matlab中的Simulink工具箱搭建模糊短反馈PID控制的粉末包装计量控制系统仿真平台,并与传统的PID控制和模糊PID控制进行了比较可知,该系统具有响应速度快、抗干扰能力强等优良的性能。结论通过仿真验证可知,模糊短反馈PID控制的粉末包装计量控制系统具有稳定性好、响应快等良好的性能指标,同时具备一定的抗干扰能力。     

基于模糊控制的包装膜自动纠偏系统设计

目的为了解决包装过程中薄膜纵向跑偏,以及常规控制方法性能较差等问题。方法基于模糊控制设计一种包装膜自动纠偏系统。分析包装薄膜跑偏的原因,并给出自动纠偏装置结构。在此基础上,建立纠偏系统数学模型,同时设计一种模糊控制器。利用MCF52235嵌入式芯片给出控制器的硬件结构。最后进行试验验证。结果跑偏量绝对值的最大值仅为0.4 mm,满足包装工艺控制要求。结论所述模糊控制方法能够有效地改善系统纠偏能力,具有较好的动态响应性能。     

基于模糊PID的螺旋加料机构粉体进料精度控制

目的 螺旋式加料机构存在传感器响应时间差，造成系统延迟，非线性等问题，采用容积式来计量填充物料的质量的填充误差大。本文提出一种基于模糊PID控制的螺旋式加料机构计量控制系统。方法 利用模糊PID对螺杆式粉料加料装置进行控制，通过模糊规则对PID控制比例、积分、微分参数实现参数自调整。基于Matlab中Simulink模块下模拟该模糊PID控制系统。结果 该控制系统稳定时间减少了66%，快速性提高了21%，超调量降低了10%。结论 基于模糊PID控制系统的计量控制性能优于传统PID的。     

基于模糊PID的FDM型3D打印机喷头温度控制系统

目的提高FDM型3D打印机打印产品的精度及表面质量。方法针对FDM型3D打印机喷头温度控制具有的非线性特点,利用模糊规则对PID增量参数实时在线校正,设计基于模糊PID算法的喷头温度控制系统,并将其与传统PID控制器仿真对比。结果模糊PID控制器较传统PID控制器超调量小、达到稳定时间短、鲁棒性强,能够有效地提高温度控制系统的稳定性和控制精度。结论模糊PID控制能够提高FDM型3D打印机喷头温度控制精度,从而提高了打印产品的精度和表面质量。     

基于PID增益模糊调整的核子秤恒流控制系统

在核子皮带秤传统PID控制器的基础上,通过大量的实际生产数据和获取的控制经验,利用模糊推理的方法制定模糊控制规则表,确定模糊增益调整参数,实现对PID增益的在线自动整定,大大提高了核子皮带秤物料恒流控制的稳定性、可靠性和准确性,取得了较好的控制效果.     

包装托盘运输机械系统的模糊PID控制

目的利用模糊PID机械控制技术控制单自由度的包装托盘运输装置,提高工厂托盘运输的高效性与准确性。方法根据模糊PID控制原理的高精确性,合理规划以齿轮齿条为主要机械传动方式的托盘运输系统,并与相关传统的控制系统进行对比分析。通过隶属度的不同输入值合理规划其搬运系统的运动路径,最后通过建立有效的测试点进行分析,构建了模型的评价机制。结果通过理论模型和仿真演示,验证了该控制装置系统的高精度性,经仿真其精度误差范围为?1.8～2mm。结论通过使用模糊PID控制方案,有效地实现了高精度托盘机械搬运系统的整体控制,为相关机械设备的良好运行与算法优化提供了实践方案。