凹版印刷机无轴套印系统控制策略的研究

论文摘要

本文以凹版印刷机无轴套印系统控制策略的研究为课题,针对无轴套印系统技术的特点和实际应用中所存在的问题进行了全面深入的研究。在色差处理方面,分析了套印误差产生的原因,详细介绍了印刷机检测套印误差的方法。分析了无轴套印系统应用于印刷机的原理与关键技术,研究与探讨了无轴套印系统在运用中经常出现的问题,并与传统有套准调节辊的套准方式进行对比,充分利用伺服系统的执行能力,选用了基于相对位置的套准控制方法。在同步控制方面,本文在研究了目前常见的几种多电机同步控制结构后,针对无轴套印系统中各个轴之间互相制约、相互影响、耦合性强的特点,引入基于相邻交叉耦合的同步控制策略。不仅考虑了单轴的位置跟踪误差而且还考虑了相邻轴间的同步误差,使得多轴系统各个轴之间不再是相互独立的；同时,由于每个印刷轴只需考虑与它相邻的两个轴,在结构上简化了交叉耦合同步方式,减少了复杂的在线数学计算。在控制器方面,本文在研究了自抗扰控制算法的基础上,为无轴套印系统设计了跟踪性能和抗干扰能力较好的自抗扰控制器,以抑制在实际运行中驱动电机负载转矩变化等因素对同步精度造成的影响。并且将其与相邻交叉耦合的同步控制策略相结合,设计了基于相邻交叉耦合的自抗扰控制器。有效地抑制了负载波动和参数变化对系统产生的影响。最后,在MATLAB的Simulink工具箱中建立仿真模型,通过仿真实验证明,本文所采用的控制策略不但能够实现多色套印系统的全局同步,而且具有较好的响应速度和鲁棒性,实现了色差调节和位置同步综合协调控制的设计目的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.2 印刷机及其传动技术
• 1.2.1 印刷机简介
• 1.2.2 传统印刷机的传动技术
• 1.3 无轴印刷技术概述
• 1.3.1 无轴印刷的技术优势
• 1.3.2 无轴印刷技术的发展与前景展望
• 1.4 论文的主要工作
• 第2章 无轴印刷机套准控制的原理
• 2.1 凹版印刷机及其套印系统结构
• 2.1.1 凹版印刷机的机械结构
• 2.1.2 无轴套印系统构成及应用分析
• 2.2 套印误差产生的原因与检测方法
• 2.2.1 印刷套准的由来
• 2.2.2 套印色差的检测
• 2.3 无轴印刷套准的基本原理
• 2.3.1 有套准调节辊的套印原理分析
• 2.3.2 无轴套准技术分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 无轴套印伺服系统模型
• 3.1 伺服传动原理概述
• 3.2 伺服传动在无轴传动印刷机中的应用
• 3.3 单轴传动系统模型分析
• 3.3.1 PMSM驱动电机模型
• 3.3.2 伺服传动系统模型
• 3.4 多轴伺服传动系统控制
• 3.4.1 电子轴传动系统同步原理
• 3.4.2 无轴系统的同步控制结构
• 3.5 本章小结
• 第4章 自抗扰控制器的分析与设计
• 4.1 经典PID控制器的优缺点及其克服方法
• 4.2 自抗扰控制系统的结构
• 4.2.1 跟踪微分器TD
• 4.2.2 扩张状态观测器ESO
• 4.2.3 非线性状态误差反馈控制NLSEF
• 4.3 自抗扰控制器的设计
• 4.4 仿真实验
• 4.5 本章小结
• 第5章 无轴同步控制策略设计
• 5.1 无轴套印系统中的同步关系
• 5.2 基于相邻轴交叉耦合同步控制策略设计
• 5.2.1 基于相邻耦合误差的多轴同步控制算法
• 5.2.2 基于相邻交叉耦合的自抗扰控制器设计
• 5.3 基于交叉耦合思想的自抗扰控制策略仿真
• 5.4 本章小结
• 第6章 结束语
• 参考文献
• 致谢