现代涂布工艺流水线相关技术研究
发布时间：2021-10-22 11:15
涂布流水线是工业领域的重要生产设备,其主要用于无纺布加工以及薄膜生产等。其中涉及众多关键技术,例如张力控制技术、温度控制技术、多电机同步控制技术、湿度控制技术以及机械相关技术等。本文着重于运动控制领域,并针对其中的张力控制以及多电机同步控制技术展开研究。本文首先介绍了涂布流水线的机械结构以及基本生产工艺流程,指出现有设备自动化程度低、控制精度差的缺点。提出改进方案,使用速度与张力传感器作为反馈元件,以闭环代替开环,使用线速度耦合控制方法以提高电机同步性能。在实际控制系统中,选用汇川PLC作为控制器,并提出使用精度较高的伺服驱动器控制多电机的协调运行,以达到速度与张力的稳定。其次,根据张力由速差产生的原理,构建了涂布流水线多电机卷绕控制张力与速度的传动模型,并根据收/放卷环节参数变化特性,首次提出基于改进偏差耦合的分数阶PID控制方法,形成闭环控制,由此控制方法替代原有的经验控制。通过MATLAB/SIMULINK平台搭建模型并进行仿真,对比其他控制方法的优劣,仿真结果表明基于改进偏差耦合的分数阶PID控制方法具有响应速度快、同步性能优越以及抗干扰能力强的优点,完全适用于涂布流水线设备。...
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景与研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 张力控制研究现状
1.2.2 多电机同步控制研究现状
1.3 本文研究内容
1.4 本章小结
第2章 涂布流水线介绍及设计方案
2.1 涂布流水线工作原理
2.1.1 流水线的设备构成
2.1.2 涂布流水线工作流程
2.2 涂布流水线需求分析
2.2.1 原涂布流水线存在问题
2.2.2 流水线改进原则
2.3 涂布流水线控制方案设计
2.3.1 控制策略改进
2.3.2 总体改进方案
2.4 本章小结
第3章 涂布流水线控制系统建模与仿真
3.1 张力控制模型
3.1.1 系统张力的产生原因与特点
3.1.2 常用的张力控制方法
3.1.3 张力模型建立
3.2 多电机同步模型建立
3.2.1 电机模型建立
3.2.2 多电机卷绕控制模型建立
3.3 控制算法研究
3.3.1 PID控制
3.3.2 分数阶PID控制器
3.3.3 改进偏差耦合速度补偿器设计
3.4 仿真结果分析
3.5 本章小结
第4章 涂布流水线硬件设计
4.1 可编程逻辑控制器
4.2 伺服控制
4.2.1 伺服驱动器
4.2.2 交流伺服电机
4.3 主要模块
4.3.1 通信模块
4.3.2 模拟量输入模块
4.4 张力检测装置
4.5 总体电气设计
4.6 本章小结
第5章 涂布流水线系统软件设计
5.1 涂布流水线控制系统结构
5.1.1 系统整体结构
5.1.2 系统控制过程
5.2 PLC程序设计
5.2.1 系统主程序
5.2.2 通信子程序
5.2.3 A/D转换子程序
5.2.4 速度控制程序
5.2.5 张力故障控制程序
5.3 上位机设计
5.3.1 上位机通信
5.3.2 界面设计
5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于偏差耦合控制的电机同步控制实验研究[J]. 张若青,胡俊霞. 组合机床与自动化加工技术. 2018(02)
[2]分数阶PIλDμ控制器在三相PWM整流器中的应用[J]. HOANG THI THU GIANG,王孝洪,潘志峰. 自动化技术与应用. 2018(01)
[3]基于交叉耦合控制的双电机同步控制系统研究[J]. 王建红,陈耀忠,陈桂,林健,戴正忠. 南京理工大学学报. 2017(06)
[4]电动力绳系离轨系统电流与拉力混合展开控制[J]. 黄静,刘刚,朱东方,孙禄君. 航空学报. 2018(02)
[5]一种改进粒子群优化的分数阶PID参数整定[J]. 高嵩,王磊,陈超波,李长红. 控制工程. 2017(10)
[6]基于滑模变结构的永磁同步电机伺服系统速度控制技术[J]. 郑再平,包婷萍,侍威,贾淑绒,黄玉平. 导弹与航天运载技术. 2017(03)
[7]分数阶微积分以及分数阶电路理论的发展现状[J]. 罗梦维. 黑龙江科技信息. 2017(15)
[8]凹版印刷机放卷张力模糊自抗扰控制方法[J]. 李坤全,文睿. 包装工程. 2017(03)
[9]基于H∞-交叉耦合算法的双驱同步控制[J]. 陈海森,张德新,王继河,邵晓巍,陈国忠. 浙江大学学报(工学版). 2017(01)
[10]三相异步电动机间接矢量控制系统的研究与仿真[J]. 范秋凤,李正斌,邢春芳. 工业控制计算机. 2016(09)
博士论文
[1]机电张力系统关键控制技术的研究及实践[D]. 郭帅.上海大学 2006
硕士论文
[1]基于多电机同步的复合机控制系统仿真与设计[D]. 张高阳.广东工业大学 2018
[2]针织物冷轧堆染色机张力控制系统研究[D]. 胡祺.东华大学 2016
[3]高速裱纸机的多电机同步控制策略研究[D]. 王庭.湘潭大学 2016
[4]基于模糊控制的多电机同步控制方法研究[D]. 潘亮.东华大学 2016
[5]多电机系统协同控制研究[D]. 高德超.济南大学 2015
[6]电动汽车四轮毂电机协调控制[D]. 戚慧.中国矿业大学 2015
[7]多齿轮电气伺服同步驱动系统研制[D]. 陈宇江.杭州电子科技大学 2015
[8]交流伺服系统低速控制算法研究[D]. 陈东.北京理工大学 2015
[9]合股机张力系统建模与控制策略研究[D]. 王世琛.陕西科技大学 2014
[10]多电机同步控制策略研究[D]. 姚武军.湘潭大学 2013
本文编号：3450986
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景与研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 张力控制研究现状
1.2.2 多电机同步控制研究现状
1.3 本文研究内容
1.4 本章小结
第2章 涂布流水线介绍及设计方案
2.1 涂布流水线工作原理
2.1.1 流水线的设备构成
2.1.2 涂布流水线工作流程
2.2 涂布流水线需求分析
2.2.1 原涂布流水线存在问题
2.2.2 流水线改进原则
2.3 涂布流水线控制方案设计
2.3.1 控制策略改进
2.3.2 总体改进方案
2.4 本章小结
第3章 涂布流水线控制系统建模与仿真
3.1 张力控制模型
3.1.1 系统张力的产生原因与特点
3.1.2 常用的张力控制方法
3.1.3 张力模型建立
3.2 多电机同步模型建立
3.2.1 电机模型建立
3.2.2 多电机卷绕控制模型建立
3.3 控制算法研究
3.3.1 PID控制
3.3.2 分数阶PID控制器
3.3.3 改进偏差耦合速度补偿器设计
3.4 仿真结果分析
3.5 本章小结
第4章 涂布流水线硬件设计
4.1 可编程逻辑控制器
4.2 伺服控制
4.2.1 伺服驱动器
4.2.2 交流伺服电机
4.3 主要模块
4.3.1 通信模块
4.3.2 模拟量输入模块
4.4 张力检测装置
4.5 总体电气设计
4.6 本章小结
第5章 涂布流水线系统软件设计
5.1 涂布流水线控制系统结构
5.1.1 系统整体结构
5.1.2 系统控制过程
5.2 PLC程序设计
5.2.1 系统主程序
5.2.2 通信子程序
5.2.3 A/D转换子程序
5.2.4 速度控制程序
5.2.5 张力故障控制程序
5.3 上位机设计
5.3.1 上位机通信
5.3.2 界面设计
5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于偏差耦合控制的电机同步控制实验研究[J]. 张若青,胡俊霞. 组合机床与自动化加工技术. 2018(02)
[2]分数阶PIλDμ控制器在三相PWM整流器中的应用[J]. HOANG THI THU GIANG,王孝洪,潘志峰. 自动化技术与应用. 2018(01)
[3]基于交叉耦合控制的双电机同步控制系统研究[J]. 王建红,陈耀忠,陈桂,林健,戴正忠. 南京理工大学学报. 2017(06)
[4]电动力绳系离轨系统电流与拉力混合展开控制[J]. 黄静,刘刚,朱东方,孙禄君. 航空学报. 2018(02)
[5]一种改进粒子群优化的分数阶PID参数整定[J]. 高嵩,王磊,陈超波,李长红. 控制工程. 2017(10)
[6]基于滑模变结构的永磁同步电机伺服系统速度控制技术[J]. 郑再平,包婷萍,侍威,贾淑绒,黄玉平. 导弹与航天运载技术. 2017(03)
[7]分数阶微积分以及分数阶电路理论的发展现状[J]. 罗梦维. 黑龙江科技信息. 2017(15)
[8]凹版印刷机放卷张力模糊自抗扰控制方法[J]. 李坤全,文睿. 包装工程. 2017(03)
[9]基于H∞-交叉耦合算法的双驱同步控制[J]. 陈海森,张德新,王继河,邵晓巍,陈国忠. 浙江大学学报(工学版). 2017(01)
[10]三相异步电动机间接矢量控制系统的研究与仿真[J]. 范秋凤,李正斌,邢春芳. 工业控制计算机. 2016(09)
博士论文
[1]机电张力系统关键控制技术的研究及实践[D]. 郭帅.上海大学 2006
硕士论文
[1]基于多电机同步的复合机控制系统仿真与设计[D]. 张高阳.广东工业大学 2018
[2]针织物冷轧堆染色机张力控制系统研究[D]. 胡祺.东华大学 2016
[3]高速裱纸机的多电机同步控制策略研究[D]. 王庭.湘潭大学 2016
[4]基于模糊控制的多电机同步控制方法研究[D]. 潘亮.东华大学 2016
[5]多电机系统协同控制研究[D]. 高德超.济南大学 2015
[6]电动汽车四轮毂电机协调控制[D]. 戚慧.中国矿业大学 2015
[7]多齿轮电气伺服同步驱动系统研制[D]. 陈宇江.杭州电子科技大学 2015
[8]交流伺服系统低速控制算法研究[D]. 陈东.北京理工大学 2015
[9]合股机张力系统建模与控制策略研究[D]. 王世琛.陕西科技大学 2014
[10]多电机同步控制策略研究[D]. 姚武军.湘潭大学 2013
本文编号：3450986
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