无轴传动凹印机的同步控制策略研究

摘要

随着凹印机向高速、多色的方向发展，无轴传动凹印机同步控制系统的研究越来越受到重视。无轴传动凹印机的同步控制系统是一个具有典型非线性特征和强耦合的系统，是张力恒定控制和套准控制的关键，因而对其展开研究具有非常重要的理论及实际意义。论文的具体工作包括：
　　从套准控制和恒张力控制的角度，揭示了相邻色组套准误差的产生原因，然后分析了无轴传动凹印机的同步控制特点。在此基础上，剖析了典型多电机同步控制结构的特点，并基于相邻偏差耦合的思想提出了无轴传动凹印机同步控制结构。另外，针对套准误差和张力波动造成输入速度变化的问题，在同步控制结构中引入了速度补偿机制。
　　根据无轴传动凹印机同步控制系统耦合性强、非线性的特点，设计了基于自抗扰技术的同步控制系统控制器，并将系统的同步误差以外部扰动的形式进行实时观测和在线补偿。为了避免套准误差或张力波动过大导致输入速度突变，继而引起系统超调的问题，对自抗扰控制器的跟踪微分器模块进行了一定程度的处理。此外，针对控制器参数整定较为困难的问题，基于遗传算法和序列二次规划算法，提出了的ADRC控制器参数的混合遗传优选算法。
　　在Matlab软件环境中构建了无轴传动凹印机同步控制系统的仿真模型，并对本文提出的无轴传动凹印机同步控制结构和控制器进行了仿真分析，得到了不同输入和干扰条件下的跟踪误差曲线和同步误差曲线。
　　上述研究为开发国产高精度无轴传动凹印机的控制系统提供了理论依据，具有积极的指导意义1。

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1绪论

1 .1课题研究的背景和意义

1 .2凹印机无轴传动技术简介

1 .3无轴传动凹印机同步控制策略简介

1 .4无轴传动凹印机同步控制策略的研究现状

1 .5论文研究内容及章节安排

2 无轴传动凹印机同步控制系统的特点分析

2 .1基于印刷套准的无轴传动凹印机同步控制特点分析

2 .2基于恒张力控制的无轴传动凹印机同步控制特点分析

2 .3本章小结

3无轴传动凹印机同步控制结构的设计

3 .1非耦合的同步控制结构

3 .2耦合的同步控制结构

3 .3基于相邻偏差耦合思想的凹印机同步控制结构设计

3 .4无轴传动凹印机同步控制结构的算法实现

3 .5本章小结

4无轴传动凹印机同步控制系统控制器的设计

4 .1典型P I控制器

4 .2自抗扰控制技术

4 .3基于自抗扰技术的同步控制系统控制器的设计

4 .4基于混合遗传优化算法的自抗扰控制器参数整定

4 .5本章小结

5无轴传动凹印机同步控制系统的仿真分析

5 .1仿真模型的建立

5 .2控制器参数优化结果分析

5 .3同步控制结构的仿真分析

5 .4控制器的仿真分析

5 .5本章小结

6结论与展望

6 .1全文结论

6 .2展望

致谢

参考文献