纸纱复合制袋印刷一体机关键控制技术研究

摘要

张力控制、纠偏控制和电机同步控制是纸纱复合制袋印刷一体机的关键技术，它们的控制效果直接影响到纸纱复合袋的质量。本文以内外层纸卷放卷处的张力控制、纸袋印刷前的纠偏控制和制袋过程中牵引电机和印刷电机的转速同步为研究对象，设计了张力控制器、纠偏控制系统和多电机同步控制系统。
　　在张力控制器的设计中，结合模糊自适应PID与粒子群算法，设计了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。通过余弦自适应调整惯性权重的粒子群优化算法来搜索出一组最优的PID参数，以提高张力的控制精度，并通过MATLAB的simulink仿真来验证该张力控制器的有效性。
　　在纠偏控制系统中，整个纠偏控制系统由检测部分和控制部分组成。纸袋跑偏检测部分包括跑偏检测装置与测量电路，利用电桥平衡原理将跑偏量转化为电信号，并将该信号放大。然后通过A/D转换模块转化为数字量送入PLC中；在控制部分PLC将接收到的数字信号，通过查表获得相对应的输出脉冲，然后将脉冲串送给步进驱动器来驱动步进电机，最终实现对纸袋的纠偏。
　　在多电机同步控制系统中，设计了由PLC、变频器、电机等构成的一体机多电机同步闭环控制方案。对控制系统进行了总体设计，并在控制方案中采用了基于模糊PID的偏差耦合控制策略进行转速补偿，并给出了模糊PID补偿器的设计方法。通过MATLAB的simulink建立了牵引电机和印刷电机的同步控制仿真模型，验证了该同步控制方式的有效性，能够使纸袋质量大幅提升。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 课题来源及背景

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容

2 纸纱复合制袋印刷一体机系统结构及控制方案

2.1 系统结构与控制要求

2.2 一体机关键技术控制方案

2.3 本章小结

3 一体机张力控制

3.1 张力的产生

3.2 张力控制技术

3.3 张力控制器设计

3.4 张力控制仿真

3.5 本章小结

4 一体机纠偏控制

4.1 偏移产生的原因

4.2 纠偏控制系统设计

4.3 纠偏控制系统硬件结构

4.4 纠偏控制系统软件设计

4.5 本章小结

5 一体机电机同步控制

5.1 多电机同步控制系统设计

5.2 电机转速检测与控制

5.3 转速补偿器设计

5.4 多电机同步控制软件设计

5.5 多电机同步控制仿真

5.6 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果