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《上海大学》 2006年
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机电张力系统关键控制技术的研究及实践

郭帅  
【摘要】: 张力控制是线切割机床、IC制造、印刷、纤维缠绕等工业设备中具有共性的基础技术之一。随着现代卷绕设备向高速、高精度方向发展,张力控制技术极其重要。由于大型机电张力设备结构复杂、影响因素众多,在不同工况下系统参数存在着较强的耦合性、非线性、时变性和不确定性;在基础理论、检测技术和控制策略等方面都还有许多问题尚需解决,因此,机电系统张力控制问题是摆在工程技术人员面前亟需解决的重大研究课题之一。 论文以“机电张力系统关键控制技术的研究及实践”为题,分析了机电张力系统内各子系统间动态耦合关系;研究了机电张力系统耦合建模方法及基于神经网络解耦控制算法;以典型机电张力系统——多线切割机为研究对象,建立了多线切割机系统的耦合模型及神经网络解耦控制策略;研制了张力系统实时控制软硬件和张力实验平台,并通过实验对所研究内容进行验证。论文主要工作如下: 研究了机电张力系统全局耦合建模方法。在复杂机电张力系统大范围动态建模中,通常存在纯机理建模模型精度低和辨识模型外推性能差等问题。针对上述问题,论文提出了基于机理知识的耦合建模技术框架,耦合建模有效解决了大范围内非线性、多变量、强耦合对象的动态建模问题,所建立的耦合模型能准确地反映了机电张力系统各子系统间网络式、多重交互、非线性内反馈及自组织规律的耦合关系。论文分别建立了张力产生机理力学模型、开卷和收卷机构力学模型、摆辊机构力学模型、弹性体变形力学模型、以及机电系统等力学模型;研究分析了多线切割机的切丝切割力、切丝振动等子系统的模型及其耦合关系;根据子系统间耦合关系,建立多线切割机系统全局耦合模型。 为了验证耦合建模方法的正确性,论文采用模型参数辨识方法对所建立的多线切割机耦合模型进行验证。针对传统最小二乘系统模型参数辨识方法的缺陷,论文提出一种带有权系数因子的最小二乘系统模型参数辨识方法,该辨识方法通过递推解决了传统最小二乘法对计算量和存储量的限制,采用权系数因子降低历史数据所提供的信息量,相对增加新数据的信息量,有效提高了机电系统模型参数辨识的精度。辨识结果也验证了耦合建模的正确性。 研究了机电张力系统自适应解耦控制原理和实现。针对机电张力系统非线性强、模型未知、参数时变、多重网络耦合的特点,论文详细研究了张力系统解耦控制的
【学位授予单位】:上海大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP273.5

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 汪世益;刘艳艳;;多线切割金属丝张力控制技术的研究现状[J];机械设计与制造;2012年07期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 何金保;卷绕张力系统鲁棒控制策略的研究[D];上海大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 丁寅;游离磨料线切割中磨粒的力学行为及其对切割表面质量的影响研究[D];广东工业大学;2011年
2 罗雨;焊丝层绕机恒张力系统的研究[D];北京化工大学;2008年
3 陈雪;柔性基板输送试验平台的机械设计分析与系统实现[D];华中科技大学;2009年
4 王青龙;多层贴膜卷绕张力控制的研究[D];武汉理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙智慧,岳亚东,刘晔;包装机卷带材料连续供送系统主要元件的控制理论研究[J];包装工程;2004年05期
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3 李伟,朱汉粉,蓝润泽;微机式保护装置中浪涌干扰的硬件防护[J];电测与仪表;2002年08期
4 王琮;半导体材料加工设备的新秀——多线切割机[J];电子工业专用设备;2004年04期
5 井竹君,王进良;汽轮发电机组轴系扭振分岔分析及稳定域估计[J];电力系统自动化;2001年04期
6 李实永,王钦若;模糊控制在薄膜张力控制系统中的研究与应用[J];电气传动自动化;2001年05期
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10 李占贤,黄金凤,贾晓鸣;铣削力系数在线测试的新方法[J];河北理工学院学报;2002年04期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 曾学明;磁轴承电控系统研究[D];南京航空航天大学;2002年
2 贺建军;复杂机电系统机电耦合分析与解耦控制技术[D];中南大学;2004年
3 司癸卯;工程机械4WS系统及数字控制器研究[D];长安大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱明星,张德龙;RBF网络基函数中心选取算法的研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年01期
2 兰维娟;毛鹏军;杜东亮;王俊;;基于径向基函数网络的变量施肥决策研究[J];安徽农业科学;2007年21期
3 高志明,关岩,于洪梅,吴秀红,李井会;人工神经网络在化学中的应用进展[J];鞍山钢铁学院学报;2000年03期
4 丛峰武;张勇;孙云兰;;智能数据预处理在浮选过程中的应用[J];鞍山科技大学学报;2005年06期
5 张辽远;褚桂君;慕丽;;电镀金刚石线锯锯切轨迹的研究[J];兵工学报;2011年05期
6 梁久祯,何新贵,黄德双;前馈神经网络的一种简单共轭梯度学习算法[J];北京航空航天大学学报;2000年05期
7 李鑫,张广军,魏振忠;基于RBF神经网络的结构光三维视觉检测方法[J];北京航空航天大学学报;2002年03期
8 侯福祥;张杰;史小路;曹建国;谢建强;谭仁伟;;单辊驱动平整机水平颤振[J];北京科技大学学报;2006年10期
9 王雪松,彭光正,程玉虎;基于RBF网络的机械手迭代学习控制器[J];北京理工大学学报;2004年06期
10 王保国;张景林;王作山;刘玉存;王建华;;爆轰和爆炸冲击复合合成金刚石微粉得率的影响因素研究[J];爆炸与冲击;2006年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄敏;朱启兵;崔宝同;;基于小波网络的板形板厚系统PID神经网络控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 ;PIDNN Decoupling Control of Doubly Fed Hydro-Generator System Based on PSO Method[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
3 潘海鹏;杨兆海;任佳;陈维芹;;多变量耦合系统参数自调整模糊控制研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
4 向微;陈宗海;张海涛;秦廷;王雷;李明;;基于混合径向基神经网络的逆模控制[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
5 杨奎滨;朱建光;陈丽香;张志峰;唐任远;;无刷直流电机控制器的电磁兼容设计[A];第十一届全国永磁电机学术交流会论文集[C];2011年
6 康赐荣;李旭明;;基于人工神经网络的系统解耦与控制[A];1999年中国神经网络与信号处理学术会议论文集[C];1999年
7 潘城;王斌;;一种带比例因子的模糊控制器[A];第三届全国控制与决策系统学术会议论文集[C];1991年
8 何虎;孙一康;;带钢热连轧活套高度-张力智能递阶控制[A];1999中国控制与决策学术年会论文集[C];1999年
9 袁冬莉;闫建国;张洪才;;RBF神经网络在预测支持中的应用[A];2000中国控制与决策学术年会论文集[C];2000年
10 孔薇;刘喜梅;于飞;;用PCA-RBFN建立熔融指数预报模型[A];2001中国控制与决策学术年会论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王成龙;复杂机电系统统一建模与仿真技术研究[D];山东科技大学;2010年
2 孙大利;石油价格波动规律研究[D];浙江大学;2010年
3 包鑫;稳健回归技术及其在光谱分析中的应用[D];浙江大学;2010年
4 王苏敬;大功率机车柴油机时间控制式燃油喷射控制系统研究[D];北京交通大学;2011年
5 张艳丽;民勤县生态安全综合评价研究[D];北京林业大学;2011年
6 皇攀凌;面向钛合金铣削的变齿距立铣刀研究[D];山东大学;2011年
7 周国雄;多座不对称焦炉集气管压力智能解耦与优化控制策略及应用研究[D];中南大学;2010年
8 叶洪涛;基于免疫算法的污水处理系统预测及优化控制研究[D];华南理工大学;2011年
9 蒋永翔;复杂制造系统加工稳定性在线监测及寻优控制关键技术研究[D];天津大学;2010年
10 孟琪;地下商业街的声景研究与预测[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐玉颖;气垫式流浆箱智能解耦控制系统[D];浙江理工大学;2010年
2 杨薇;多轴同步传动磨毛整理机控制技术研究[D];浙江理工大学;2010年
3 王钊;基于模糊控制的柴油机转速控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 孙立晶;基于模糊-PID算法的柴油机调速控制策略设计与研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 吴富民;柴油机数字式电子调速器的设计与开发研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 张誉;基于神经网络的电阻炉解耦控制系统[D];大连理工大学;2010年
7 宋庭科;PCBN刀具车削镍基高温合金切削性能研究[D];大连理工大学;2010年
8 崔小彦;基于RBF神经网络与蚁群算法的瓦斯预测模型研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 李双;双组分混合体系中人工神经网络分析方法的研究[D];中国海洋大学;2010年
10 王晓波;基于神经网络的电弧炉电流预测模型研究[D];天津理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 彭庆京;新型的放线恒张力控制系统[J];安徽科技;2004年06期
2 任丙彦;王平;李艳玲;李宁;罗晓英;;Si片多线切割技术与设备的发展现状与趋势[J];半导体技术;2010年04期
3 蒋军;;转速闭环变频调速系统的简易设计方法[J];兵工自动化;2007年01期
4 罗雨;纪文刚;;基于MODBUS-RTU的层绕机停车控制技术的研究[J];北京石油化工学院学报;2007年02期
5 邵联合;PID控制算法的仿真与研究[J];承德石油高等专科学校学报;2001年02期
6 靳永吉;;线锯切割失效机理的研究[J];电子工业专用设备;2006年11期
7 靳永吉;;DXQ-601型多线切割机关键技术研究[J];电子工业专用设备;2008年04期
8 李保军;;多线切割中切割线振动作用研究[J];电子工业专用设备;2008年06期
9 王琮;;多线切割机的现状及发展趋势[J];电子工业专用设备;2008年11期
10 种宝春;靳永吉;罗嘉辉;;多线切割机的切割运动分析[J];电子工业专用设备;2010年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 冯武锋;;电信业的RFID融合与业务创新及高可靠性RFID封装[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贺建军;复杂机电系统机电耦合分析与解耦控制技术[D];中南大学;2004年
2 翟洪军;基于可重构理念的WEDM自动编程系统关键技术研究[D];南京航空航天大学;2005年
3 王瑞明;交流伺服驱动系统新型控制策略研究[D];浙江大学;2005年
4 孟剑峰;环形电镀金刚石线锯加工技术及加工质量研究[D];山东大学;2006年
5 王化更;液压缸直接驱动盾构刀盘系统结构优化及控制研究[D];同济大学;2007年
6 崔明涛;不确定性连续体结构拓扑优化和柔性机构设计研究[D];西安电子科技大学;2006年
7 王庆龙;交流电机矢量控制系统滑模变结构控制策略研究[D];合肥工业大学;2007年
8 宋晓峰;高精度卷绕真空镀膜设备张力控制技术研究[D];上海大学;2007年
9 杨姝;复杂机械结构拓扑优化若干问题研究[D];大连理工大学;2007年
10 钟天宇;大惯性负载双向电液比例张力控制系统研究[D];浙江大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 金洪亮;基于混合灵敏度函数的H∞控制器参数模糊优化研究[D];华北电力大学;2002年
2 张桂香;旋转电加工数控系统及伺服控制的研究[D];中国农业大学;2002年
3 纪铜钊;凹印机收放卷张力控制系统研究[D];浙江大学;2003年
4 王艳;智能鲁棒控制及其在冷连轧机张力控制系统中的应用[D];燕山大学;2003年
5 王勇;基于虚拟仪器的张力测控系统[D];华中科技大学;2004年
6 安雅雅;300四辊轧机压下系统建模及系统辨识的研究[D];燕山大学;2006年
7 陆洪斌;织机智能控制系统控制策略研究[D];浙江大学;2006年
8 黄蕊慰;金刚石内圆锯片工作特性研究[D];广东工业大学;2006年
9 刘久志;基于DSP的虚拟频谱分析系统[D];吉林大学;2006年
10 毛坤;某型飞机座舱罩结构强度分析与设计优化[D];西北工业大学;2007年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 胡建玲;吹膜机张力系统建模与控制策略研究[D];燕山大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄晓蔚,唐钟麟;一种用于有源磁悬浮轴承的基于采样一保持策略的开关型功率放大器[J];北京工业大学学报;1998年04期
2 孙智慧,黄群;卷筒材料供送系统的动力学分析[J];包装与食品机械;1992年01期
3 谢振宇,张锁怀,丘大谋,谢友柏;电磁轴承功率放大器的局部校正设计方法[J];轴承;1999年05期
4 张德魁,赵雷,赵鸿滨,冷玮,朱永华;磁悬浮轴承内圆磨床电主轴及其控制[J];轴承;2000年11期
5 龙志强,王水泉,杨泉林;径向磁轴承电磁参数的计算[J];磁性材料及器件;2000年05期
6 靳其兵,曾东宁,王云华,顾树生;多变量系统的神经网络解耦新方法[J];东北大学学报;1999年03期
7 蓝润泽,李伟;快速瞬变脉冲群干扰的原理及硬件防护[J];电测与仪表;2002年02期
8 杨作兴,赵雷,赵鸿宾;磁轴承MPW开关功率放大器的研究[J];电力电子技术;2000年05期
9 曾学明,徐龙祥,刘正埙;电磁轴承三电平PWM功率放大器研究[J];电力电子技术;2002年03期
10 余颖辉,张保会;汽轮发电机组轴系扭振研究的发展与展望[J];电力系统自动化;1999年10期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张安年,管天云,党明江;神经网络解耦控制系统的分析[J];洛阳工学院学报;1996年02期
2 史旭华;神经网络自适应广义预测解耦控制器的设计[J];系统仿真学报;2005年01期
3 许焕新;赵国齐;;一种基于神经网络的解耦控制方法[J];仪器仪表用户;2007年01期
4 刘国海;薛剑锋;康梅;刘平原;;两电机调速系统神经网络广义逆在线调整控制[J];电机与控制学报;2009年04期
5 张杰,邹继刚,李文秀;多输入多输出系统的神经网络PID解耦控制器[J];哈尔滨工程大学学报;2000年05期
6 李新利,白焰;一种基于互相关函数的神经网络在线解耦学习算法[J];系统仿真学报;2005年07期
7 贾杰;刘连章;曹琦;;导弹解耦控制方法综述[J];航空兵器;2010年03期
8 李训杰;刘剑;王维庆;;双容神经网络解耦控制的在线实现[J];计算机应用与软件;2010年10期
9 刘国海;杨官学;;两电机变频系统神经网络广义逆内模控制[J];控制工程;2010年01期
10 潘彦鹏;呼卫军;郭建国;周军;;高动态临近空间飞行器的姿态自适应解耦控制[J];计算机仿真;2010年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 薛昊洋;刘红军;;基于BP神经网络的多变量PID解耦控制[A];2005川渝地区自动化与电控技术学术年会论文集[C];2005年
2 李晓明;凌呼君;朱俊峰;;基于人工神经网络技术的预测函数控制及其在火电机组协调控制中应用[A];2009中国控制与决策会议论文集(3)[C];2009年
3 陈素巧;贾默伊;;基于PID神经网络的蒸氨塔的解耦控制[A];第十一届全国自动化应用技术学术交流会论文集[C];2006年
4 郝晓红;刁小燕;邹花蕾;朱熀秋;;无轴承永磁薄片电机微分几何解耦控制[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第一分册)[C];2009年
5 王智学;阮晓钢;杨晓宏;;模糊自组织神经网络控制及其在飞行控制中的应用[A];1997年中国控制会议论文集[C];1997年
6 邵林;魏俊超;;一种先进解耦方法的研究[A];2004年广西自动化学会学术年会论文集[C];2004年
7 熊淑贞;张根宝;;基于在线自适应跟踪辨识神经网络的气垫式流浆箱解耦控制[A];中国计量协会冶金分会2007年会论文集[C];2007年
8 赵迎鑫;石立;;四余度伺服系统力纷争机理分析及解耦控制的研究[A];探索创新交流--中国航空学会青年科技论坛文集[C];2004年
9 侯艳芳;冯红梅;;基于神经网络的调制识别算法的研究[A];武汉(南方九省)电工理论学会第22届学术年会、河南省电工技术学会年会论文集[C];2010年
10 张繁昌;曲寿利;康仁华;;用神经网络求取孔隙度[A];1999年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十五届年会论文集[C];1999年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 于翔;数字神经网络中的协同应用[N];网络世界;2009年
2 健康时报特约记者  张献怀;干细胞移植:修复受损的神经网络[N];健康时报;2006年
3 邹丽梅 陈耀群;江苏科大神经网络应用研究通过鉴定[N];中国船舶报;2006年
4 记者 孙刚;“神经网络”:打开复杂工艺“黑箱”[N];解放日报;2007年
5 计算机世界实验室 韩勖;当布线系统遭遇神经网络[N];计算机世界;2009年
6 本报首席记者 任荃 实习生 史博臻;轨交“神经网络”触动创新神经[N];文汇报;2011年
7 曹建兵 李祖兵 特约记者 何天进 本报记者 于莘明;给导弹植入“神经网络”[N];科技日报;2005年
8 韩婷婷;ICT强壮奥运“神经网络”[N];通信产业报;2007年
9 谭薇;“潮湿计算机”:拥有人类智慧的超级大脑[N];第一财经日报;2010年
10 黄光伟;俞翠薇:“神经网络”巧构建[N];电脑商报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭帅;机电张力系统关键控制技术的研究及实践[D];上海大学;2006年
2 文敦伟;面向多智能体和神经网络的智能控制研究[D];中南大学;2001年
3 吴大宏;基于遗传算法与神经网络的桥梁结构健康监测系统研究[D];西南交通大学;2003年
4 杜文斌;基于神经网络的冠心病证候诊断标准与药效评价模型研究[D];辽宁中医学院;2004年
5 熊雪梅;参数化模糊遗传神经网络及在植物病害预测的应用[D];南京农业大学;2004年
6 李智;电站锅炉燃烧系统优化运行与应用研究[D];东北大学;2005年
7 王承;基于神经网络的模拟电路故障诊断方法研究[D];电子科技大学;2005年
8 谭阳红;基于小波和神经网络的大规模模拟电路故障诊断研究[D];湖南大学;2005年
9 卫星;钢筋混凝土肋拱二阶设计方法研究[D];西南交通大学;2005年
10 刘志祥;深部开采高阶段尾砂充填体力学与非线性优化设计[D];中南大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 薛昊洋;广义PID神经网络在单元机组协调控制系统中的应用[D];华北电力大学(河北);2006年
2 张坚;神经网络控制技术在现代电站中的应用[D];重庆大学;2003年
3 张建宇;基于神经网络的解耦控制研究[D];华北电力大学(河北);2005年
4 曹亮;基于预测控制技术的变风量控制研究[D];华中科技大学;2006年
5 向本祥;解耦控制系统教学实验装置开发及解耦控制算法研究[D];中南大学;2005年
6 赵书军;基于神经网络的风洞流场马赫数自适应控制策略研究[D];国防科学技术大学;2003年
7 郭红戈;基于神经网络的多变量非线性系统广义预测控制[D];太原理工大学;2005年
8 程晓燕;自适应逆控制在直线电机控制系统中的应用[D];燕山大学;2009年
9 蒋晶晶;松香蒸馏塔控制系统的设计研究与仿真[D];昆明理工大学;2004年
10 叶柳青;醋酸脱水共沸精馏过程的动态模拟与先进控制研究[D];华东理工大学;2011年
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