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印刷机无轴传动控制算法的研究

作　者: 马晶
导　师: 黄梦涛
学　校: 西安科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 无轴传动张力控制 PFC算法跟踪性
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

无轴传动是一门结合传动控制通信和机械等技术的综合性技术它能够在多轴同步传动领域，如伺服机床印刷轧钢或者机器人跟踪等中用虚拟电子轴取代机械传动轴来实现传动关系，有非常好的应用前景课题以无轴传动在印刷机中应用为背景，全面深入研究了无轴传动的特点应用以及工作原理，针对无轴传动技术的结构特点，进行无轴传动张力控制系统方案设计，完成了对无轴传动控制器硬件模块电路的设计，并用模糊PID控制算法实现了多电机同步控制无轴传动控制系统的实质是多电机同步控制，为了更好的达到多电机同步控制的目的，系统充分应用主从电机速度差与张力的比例关系，在多电机同步控制的基础上，采用新型智能控制算法—PFC算法，实现恒张力控制在印刷机无轴传动控制系统的恒张力控制中，课题首先对卷绕过程中张力变化的一般规律进行研究，并建立了数学模型；然后引入PFC算法，对PFC算法在印刷机无轴传动控制系统中的应用进行了算法推导；最后分别用PFC和PID算法在Matlab中对无轴传动中的恒张力控制进行算法仿真仿真结果表明：在无轴传动这样多变量参数时变速度—张力强耦合系统中，PFC控制算法在抗干扰稳定性跟踪性等方面的控制效果优于PID控制对PFC算法在印刷机无轴传动张力控制系统中应用的研究为多电机同步伺服系统的张力控制提供了一种可行的方法，为搭建系统奠定了理论依据

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
1 绪论  7-14
  1.1 课题研究背景和意义  7-9
  1.2 课题研究领域国内外动态  9-11
  1.3 课题研究的内容  11-12
  1.4 论文结构  12-14
2 印刷机无轴传动控制系统的方案设计  14-28
  2.1 无轴传动多电机同步控制方式  14-15
  2.2 系统总体方案设计  15-16
  2.3 系统硬件功能模块  16-23
    2.3.1 C8051F040 控制器模块电路  16-17
    2.3.2 CAN 通信模块  17-20
    2.3.3 直流伺服电机简介及 PWM 调速  20-21
    2.3.4 直流伺服电机驱动电路  21
    2.3.5 检测单元模块  21-23
  2.4 系统软件模块实现  23-27
    2.4.1 上位 Visual Basic6.0 显示  23
    2.4.2 系统总体运行流程  23-24
    2.4.3 CAN 通信软件实现  24-26
    2.4.4 同步控制程序  26-27
  2.5 本章小结  27-28
3 无轴传动张力控制系统的建模  28-36
  3.1 张力控制系统工作原理  28-29
  3.2 张力控制系统的分类及特点介绍  29-32
    3.2.1 按照系统控制方式进行分类  29-30
    3.2.2 按照系统组成部分进行分类  30-31
    3.2.3 按照系统使用控制算法进行分类  31-32
  3.3 无轴传动张力控制系统数学模型的建立  32-35
  3.4 本章小结  35-36
4 无轴传动张力控制系统的控制算法  36-48
  4.1 PFC 算法的提出  36-37
  4.2 PFC 基本原理  37-43
  4.3 无轴传动张力控制系统 PFC 算法的推导  43-47
  4.4 本章小结  47-48
5 无轴传动张力控制系统算法的仿真  48-56
  5.1 预测模型内部参数变化的仿真  49-51
    5.1.1 参考轨迹衰减系数取不同值的系统输出仿真  49
    5.1.2 拟合点取值不同的系统输出仿真  49-50
    5.1.3 一个周期内 PFC 预测时域变化的系统仿真  50-51
  5.2 预测模型匹配时系统的仿真  51-53
  5.3 预测模型失配时系统的仿真  53-55
    5.3.1 对象稳态增益 K_p时变下的系统仿真  53-54
    5.3.2 对象时间常数 T_p时变下的系统仿真  54-55
  5.4 本章小结  55-56
6 结论  56-58
  6.1 总结  56
  6.2 展望  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-62
附录  62

印刷机无轴传动控制算法的研究

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