探索印刷机系统恒张力控制的研究

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1、华中科技大学硕士学位论文印刷机系统恒张力控制的研究姓名：郭应锋申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：邓忠华20040510华中科技大学硕士学位论文摘要在印刷包装行业，张力控制是生产过程中极其重要的一环，良好的张力控制能够确保产品质量，提高生产效率。本论文具体针对在凹板印刷机运转过程中的收卷放卷张力控制进行讨论与研究。凹板Ep届1]机是一个典型的大时变、强耦合、多干扰的非线性卷绕系统，而且生产环节众多，具有许多不可测因素：各机组间卷材的张力相互耦合，前端的张力变化会造成前后机架张力的波

2、动；而且现在的凹板印刷又要求具有高速、全自动换料的特点，这又增加了张力控制的难度。论文分析了在卷绕过程中传统PI控制律下系统各参量的变化，说明了仅PI控制律显然不能满足高精度张力控制的要求，我们必须对其进行改进。论文讨论了积分分离PID控制、变速积分PID控制、变结构控制，简单介绍了鲁棒控制、神经网络控制等控制策略在张力控制中的应用，指出了下阶段张力控制策略的重点研究方向。论文还推导了张力系统的数学模型，建立了张力系统状态空间方程。论文完成了用于凹板印刷机放卷部分的张力控制板(集成磁粉制动器驱动)

3、的研制，主要是以16位COMS类型高性能单片微型计算机80C196KC为主控单元，结合必要的外围电路和磁粉制动器驱动电路，将从张力传感器采集来得信号进行处理，通过与给定值进行比较，按照一定的控制策略进行数据处理，实时调整控制信号，通过放大环节来控制执行机构，最终达到控制卷材张力的目的。关键词：凹板印刷，张力控制，磁粉制动器，磁粉离合器，PID控制变结构控制华中科技大学硕士学位论文AbstractTensioncontrolisaveryimportantpartofprocesscontrolin

4、chromaticprintingandpackingservice，Goodtensioncontrolimprovesproductqualityandproductivity,Mainsubjectsdiscussedinthisdissertationfocusonthetensioncontrolinunwindingandwindingprocessesforthegravurepressmachine．Afilmtensioncontrolsystemfeaturesgreatdyn

5、amicchange，strongcouplingbetweenfilmvelocityandtension，manysourcesofdisturbanceinwindingandunwindingprocesses，andalsoanon-linearsystem．Thetensionamongmachinesiscouplingtoo，ThetensioninanyplacewillleadtOtensionfluctuationinotherplaces．Tensioncontrolbec

6、omesmoredifficultbecausemodemgravurepressmachinepossessinghi曲speedandautomaterial—exchanging．hthissystem，traditionalPIcontrolcarlnotsatisfytherequirementstheprecisionoftensioncontrolandthestabilityofcontrolsystem．Sowemustmodifythecontrolstrategytomeet

7、theneeds．First，integral—separationPIDandspeed—changingintegralPIDcontrolstrategiesareusedtOeliminatetheintegralaccumulNionerrorsthatmaybeintroducedbysuchprocessesasrunningorstoppingmainmachine，suddenaccelerationordeceleration，automaterial—exchanging，e

8、tc．Second，anewstructureofPIDcontrolreducesthedampingratioofthecontrolsystem．Finally,theauthordeducesanewmathematicmodelandestablishesthestate-spaceequation．Atensioncontrollerhasfinishedfortheunwindingprocessofthegravureprintingmachine，whichmai