基于ARM的无溶剂复合机张力控制系统的研究

发布时间：2017-07-26 18:12

  本文关键词：基于ARM的无溶剂复合机张力控制系统的研究

  更多相关文章： 无溶剂复合 张力控制 RBF神经网络 PID ARM

【摘要】：复合机是包装行业当中的一种重要加工设备,相对于干式复合,无溶剂复合具有生产效率高、节能、安全、环保等优点,逐渐受到业内人士的关注。张力是影响复合质量的一个重要参数,本文通过对国内外无溶剂复合机张力控制系统的研究,针对张力控制系统的特点建立张力控制数学模型。通过MATLAB仿真和实验,最终研制出以交流伺服系统为张力控制的执行部件,以应变式测压传感器为张力控制的检测部件,以STM32F103VET6为系统控制中心的闭环张力控制系统。本文根据系统的整体控制方案,围绕以下几个方面进行研究:首先,介绍无溶剂复合机的概念,研究无溶剂复合设备的发展趋势,论述国内外无溶剂复合技术的发展现状,对复合机的工作流程、张力的产生及受力等方面做了研究,为后面的研究提供理论依据。其次,通过对无溶剂复合机张力控制特点、张力控制方法的研究,建立了以交流伺服系统为执行核心的张力控制策略。通过对无溶剂复合机收放卷的动态分析,对于张力控制系统的变化大、强耦合、多干扰的特点,采用RBF神经网络PID控制调节。再次,根据张力控制系统的需求,选取ARM架构的STM32F103VET6作为系统的控制芯片;采用应变式测压传感器来测量张力的大小,将测量得到的张力与设定值对比,通过RBF-PID控制伺服系统,实现张力的闭环控制。最后,对张力控制过程中可能遇到的异常进行分析,设计用户自定义异常处理的功能,让控制系统更加人性化;采用ENC28J60作为以太网通信的硬件设备,Lw IP作为以太网通信协议,实现张力控制系统的以太网通信功能,推进张力控制系统在工业物联网方向的发展。
【关键词】：无溶剂复合 张力控制 RBF神经网络 PID ARM
【学位授予单位】：上海工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273;TB486
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-19
• 1.1 研究背景12-13
• 1.1.1 无溶剂复合技术的关键性12
• 1.1.2 张力控制的重要性以及困难性12-13
• 1.1.3 我国无溶剂涂布复合技术存在的问题13
• 1.2 研究意义13
• 1.2.1 理论意义13
• 1.2.2 实践意义13
• 1.3 无溶剂复合技术概述13-17
• 1.3.1 无溶剂复合技术国内外研究现状14-15
• 1.3.2 国外的研究现状15
• 1.3.3 国内的研究现状15-16
• 1.3.4 无溶剂复合设备的发展趋势16-17
• 1.4 主要研究内容与论文结构安排17-19
• 第二章 张力控制系统的建模与仿真19-40
• 2.1 复合机张力控制系统的研究19-27
• 2.1.1 复合机工作流程19
• 2.1.2 张力的产生及受力分析19-22
• 2.1.3 张力控制系统的发展22-24
• 2.1.4 张力控制系统的控制方案24-27
• 2.2 张力控制策略分析27-28
• 2.2.1 张力控制系统的特点27-28
• 2.2.2 张力控制方法28
• 2.2.3 张力控制策略28
• 2.3 先进PID控制技术28-34
• 2.3.1 模糊PID控制29
• 2.3.2 神经网络PID控制29-30
• 2.3.3 基于RBF神经网络的PID张力控制系统30
• 2.3.4 径向基函数30-31
• 2.3.5 RBF神经网络31-32
• 2.3.6 RBF神经网络PID控制系统结构设计32-34
• 2.4 张力控制系统模型的仿真34-39
• 2.4.1 仿真中参数的设定34-35
• 2.4.2 张力控制仿真结果35-39
• 2.5 本章小结39-40
• 第三章 复合机张力控制系统硬件的设计40-53
• 3.1 系统硬件结构40
• 3.2 控制系统MCU的要求与选型40-42
• 3.2.1 控制系统对MCU的要求41
• 3.2.2 控制系统MCU的选型41-42
• 3.3 控制系统的电源模块42-45
• 3.3.1 执行部件的电源42
• 3.3.2 主控模块的电源42-45
• 3.4 信号的输入模块45-49
• 3.4.1 模拟信号输入模块45-47
• 3.4.2 数字信号输入模块47-49
• 3.5 信号的输出模块49-51
• 3.5.1 显示输出模块49
• 3.5.2 控制信号输出49-50
• 3.5.3 对外通信模块50-51
• 3.6 本地数据存储模块51-52
• 3.7 本章小结52-53
• 第四章 复合机张力控制系统软件的设计53-67
• 4.1 张力控制系统主程序53-56
• 4.1.1 张力控制系统主程序流程54
• 4.1.2 MCU的资源分配54-55
• 4.1.3 软件的模块化处理55-56
• 4.2 关键程序设计56-63
• 4.2.1 收放卷卷径的计算56-57
• 4.2.2 参数设定与存储功能57-59
• 4.2.3 异常处理与报警59-60
• 4.2.4 以太网通信模块60-61
• 4.2.5 伺服系统的速度控制61-62
• 4.2.6 张力测量与调整程序62-63
• 4.3 张力控制系统运行结果与分析63-66
• 4.4 本章小结66-67
• 第五章 总结与展望67-69
• 参考文献69-72
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果72-73
• 致谢73-74

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本文编号：577676