凹版印刷设备控制系统的研究

摘要

在凹版印刷设备控制系统中，张力控制是生产过程中极其重要的一个环节，控制的好坏直接影响到产品的质量及生产效率的高低。系统在印刷过程中如何保持稳定的张力，已成为印刷行业中关注的主要问题之一。 针对凹版印刷设备控制系统的实现，论文的主要工作： 首先，阐述了凹版印刷设备控制系统的基本原理，对常用的张力执行部件及张力检测方式进行了分类比较，介绍了各自的优缺点；同时，深入分析了收放卷部分的受力状况及外部干扰等。 其次，探讨了凹版印刷设备的张力控制策略。由于张力系统具有大时变、强耦合、多干扰的特点，常规的PID算法不具有自适应调节能力，难以满足上述要求。针对这个问题，将模糊自适应控制算法引入到凹版印刷设备的张力控制系统中，实现了对PID参数的在线整定；为了进一步提高凹版印刷设备张力控制精度，采用变论域思想，提出了一种基于变论域的模糊自适应控制算法用于张力控制。通过对上述算法的仿真比较，结果表明基于变论域的模糊自适应控制算法控制精度明显优于其它方法。 最后，完成了对凹版印刷设备控制系统的实现。系统以可编程控制器S7-300为控制器，实现了凹版印刷设备多张力的集中控制；采用现场总线方式，实现了控制器与上位机及各传动装置的数据交换；通过上位机OP270，为用户提供了友好的人机界面，完善的功能。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1凹版印刷控制系统概述

1.2张力控制的主要类型和特点

1.2.1张力控制的主要类型

1.2.2张力控制的主要特点

1.3凹印设备控制系统的国内外发展现状

1.4课题研究的意义

1.5论文的主要工作

2凹版印刷设备控制系统

2.1控制系统的基本结构

2.2张力检测方式

2.2.1常用的张力检测

2.2.2浮辊式张力检测原理

2.3料材卷径的计算

2.4张力执行部件

2.4.1磁粉离合器和磁粉制动器工作原理

2.4.2磁粉离合器和磁粉制动器的优点

2.5放卷设备受力分析

2.6影响凹印设备张力控制的几个因素

2.6.1速度V对张力的影响

2.6.2卷径R对张力的影响

2.7本章小结

3模糊自适应控制策略

3.1引言

3.2模糊控制的基本原理

3.3 PID控制算法的基本原理

3.3.1位置式PID控制算法

3.3.2增量式PID控制算法

3.3.3 PID控制技术的发展和研究方向

3.4模糊自适应控制算法

3.4.1模糊自适应控制原理

3.4.2模糊自适应控制器的设计

3.4.3仿真研究

3.5本章小结

4基于变论域的模糊自适应控制策略

4.1引言

4.2变论域思想

4.2.1变论域的优点

4.2.2量化、比例因子与变论域的关系

4.3伸缩因子的选择

4.3.1基于函数模型的伸缩因子

4.3.2基于模糊规则的伸缩因子

4.4变论域模糊自适应控制

4.4.1变论域模糊自适应控制原理

4.4.2仿真研究

4.5本章小结

5凹印设备控制系统的实现

5.1引言

5.2控制系统的总体构成

5.3张力控制器的实现

5.3.1张力控制器的硬件实现

5.3.2张力控制器软件实现

5.4监控系统的实现

5.4.1通讯连接实现

5.4.2监控主菜单实现

5.4.3参数设置

5.4.4数据监控

5.4.5故障报警

5.5本章小结

6结论

6.1内容总结

6.2展望

致 谢

参考文献

附 录

攻读硕士学位期间的研究成果