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基于H_∞鲁棒控制的凹印机张力控制系统研究

史廷永  
【摘要】: 在印刷包装行业,张力控制是生产过程中及其重要的一环,良好的张力控制能够确保产品质量,提高效率。张力的变化对加工材料会产生很大的影响。张力过大会造成加工材料的拉伸变形甚至断裂;张力过小会使卷取材料的层与层之间由于应力变形,造成收卷不整齐,影响加工质量;张力大小不稳定会使卷材线速度变化及卷材的松紧程度不同,导致成品率低。本论文具体针对凹印机张力控制系统展开讨论。 凹印机张力控制系统具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,增加了张力控制的难度,传统的PID控制很难满足要求。如何更好的实现张力的稳定控制,是本文研究的主要内容。 本文根据胡克定律和力矩平衡原理,建立了凹印机张力控制系统的数学模型。针对凹印机的特点,提出了基于H_∞鲁棒控制的张力控制方法,分别对放卷段和收卷段设计了控制器并进行了仿真,仿真结果表明,基于H_∞鲁棒控制的张力控制系统比传统的PID控制具有更好的性能,能够克服外界干扰的影响,实现张力的稳定控制。


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