无轴传动印刷机轨迹优化算法及其硬件实现

摘要

为克服套印误差、张力变化或是干扰等因素造成的影响，需实时对印刷辊施加附加调整信号，如果电机运行轨迹不平滑，则可能引起相邻印刷辊速度差超限，从而导致承印材料断裂。因此，如何合理地规划伺服系统中控制器的给定值，开展无轴传动印刷机套印误差轨迹优化的研究具有实际意义。　　本文以无轴传动印刷机为工程背景，以无轴传动印刷机伺服系统为具体的研究对象，从印刷机轨迹优化来保证印刷品质量着手，对基于滑模变结构的印刷机套印误差轨迹优化问题展开深入研究。论文的主要研究内容如下：　　在深入研究无轴传动印刷机轨迹优化发展现状的基础上，分析并比较了多种轨迹优化策略的特点和存在的问题，根据滑模变结构的强鲁棒性等优点，提出基于滑模变结构的无轴传动印刷机轨迹优化的控制策略。　　针对印刷机在启动和停止过程中轨迹优化问题，设计了一种基于降低静差滑模变结构的印刷机轨迹优化控制器。该方法是在常规比例切换控制器中加入连续控制项以减小系统静差，保证印刷机平稳的启动和停止。　　针对印刷机运行全过程的鲁棒轨迹优化问题，设计了基于多滑模面滑模变结构的印刷机轨迹优化控制器。在该控制器中设计了三个不同的滑模面及相应的滑模控制器以实现印刷机运行全过程的轨迹优化，保证印刷机在整个运行过程都鲁棒平稳运行，为后续硬件电路的设计提供了理论保障。　　针对印刷机轨迹优化算法硬件实现的问题，分别为滑模变结构和多滑模面变结构这两种控制方法设计了基于运算放大器的硬件电路进行实验。在硬件电路设计中，重点设计了模拟微分器和模拟乘法器。实验结果表明本文所提方法正确有效。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3论文的主要研究工作及其结构安排

第二章 无轴传动印刷机的结构组成及其套准控制原理

2.1 引言

2.2 无轴传动印刷机的结构和工艺原理

2.3 无轴传动印刷机套准控制的基本原理

2.4 伺服系统

2.5 本章小结

第三章 基于滑模变结构的套印误差轨迹优化算法的研究

3.1 引言

3.2 轨迹优化的基本概念

3.3 基于PI控制的套印误差轨迹优化算法

3.4 滑模变结构控制

3.5 基于滑模变结构控制套印误差轨迹优化算法

3.6 鲁棒性分析

3.7 本章小结

第四章 基于多滑模面滑模变结构的套印误差轨迹优化算法的研究

4.1 引言

4.2 多滑模面滑模变结构控制的基本理论

4.3基于多滑模面滑模变结构的套印误差轨迹优化算法

4.4仿真研究

4.5 鲁棒性分析

4.6 本章小结

第五章 硬件电路的设计与实验

5.1 引言

5.2 基于滑模变结构控制的套印误差轨迹优化算法的硬件实现

5.3 基于多滑模面滑模变结构控制的套印误差轨迹优化算法的硬件

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 研究展望

参考文献

攻读学位期间主要的研究成果

致谢