凹印机放卷系统恒张力控制策略的研究

作     者：陈朝晖 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邓忠华

授予年度：2005年

学科分类：08[工学] 0822[工学-轻工技术与工程] 

主      题：张力控制 凹印机 磁粉制动器 PID控制器 伪并行遗传算法 

摘      要：在凹印机控制系统中,张力控制是十分重要的一环,控制的好坏直接影响到产品质量及生产效率的高低。论文主要针对凹板印刷机放卷张力控制过程展开讨论。 凹印机卷绕机构的张力控制因为有动力学模型变化大,张力和速度强耦合,干扰较多的特点,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,传统的PI 控制满足不了控制的要求,必须对其进行改造。论文深入分析了张力控制系统放卷部分的受力情况,推导了张力放卷系统的数学模型,指出了张力系统状态方程的建立方法。 论文完成了张力控制放卷系统的张力控制器的研制,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。文中讨论了张力控制系统的多种控制策略,最后提出了用伪并行遗传算法对张力PID 控制的参数进行优化的方法,给出张力控制对象的一般函数式,以绝对误差和时间乘积的积分J=∫t|e(t)|dt 即ITAE 为目标函数,对目标函数进行最优值求解,建立了张力PID 控制仿真模型,通过几组数值的求解以及仿真结果表明伪并行遗传算法在对张力PID 控制参数优化这类问题是适用的,优化之后的控制效果明显好于优化之前,提高了张力控制系统的控制性能。