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宽幅数字喷印设备运动控制及RIP研究

作　者: 程金堂
导　师: 廖强
学　校: 重庆大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 宽幅数字喷印设备运动控制 RIP FPGA PWM
分类号: TS803.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 61次
引　用: 1次
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内容摘要

宽幅数字喷墨打印机是一种典型的机电一体化喷印设备,系统结构较复杂,技术难度较大,涉及到机械,电力电子,电机拖动,图像处理,数据通讯等学科领域。随着社会的发展,大幅面喷印产品的应用领域不断拓展,需求不断扩大,使用越来越广泛,市场前景看好。研究与开发高性能,高性价比的宽幅数字喷印设备具有十分重要的意义。针对目前国内外宽幅数字喷印设备在运动控制和光栅图像处理器(RIP)方面存在的不足以及未来宽幅数字喷印设备相关技术的发展方向。本文结合宽幅数字喷印设备研制项目(重庆市科技攻关计划资助项目),在分析宽幅数字喷印设备机械结构,工作原理和工作流程的基础上,研究与设计了基于FPGA和MC33035的运动控制系统,分析了光栅图像处理器的关键环节技术。最终设计完成了一台高性能,高性价比的宽幅数字喷墨打印机样机。本文研究了目前主流宽幅数字喷墨打印机的走纸机构,送纸机构(走纸机构辅助机构),字车机构的机械结构和运动控制需求,给出了走纸机构和字车机构的运动控制方案与控制策略。针对走纸机构完成了走纸步进电机的细分驱动设计,加减速控制设计。针对字车机构,完成了字车无刷直流电机的加减速控制设计,速度反馈的PID控制设计。本文分析了宽幅数字喷墨打印机RIP的作用,工作原理以及其涉及到的三个关键环节技术:数字图像分色技术,数字图像放大技术,数字图像半调技术。针对数字图像分色技术,设计了基于ICC Profile的数字图像分色方法,并对分色后的图像使用三次样条曲线进行颜色调整和饱和度校正。针对数字图像放大技术,设计了基于三次卷积插值的数字图像放大方法,并对该算法进行了性能和速度方面的优化。针对数字图像半调技术,设计了基于有序抖动模板矩阵的数字图像半调算法,并考虑了C,M,Y,K颜色分量的网屏角度问题。喷印实验表明,本文设计的基于FPGA和MC33035的运动控制系统运行稳定可靠,能够满足宽幅数字喷墨打印机喷印作业的苛刻要求,设计的RIP性能表现良好,达到了预期目标,具有广阔的应用前景。

宽幅数字喷印设备运动控制及RIP研究

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