非连续卷绕系统动力学建模与张力/位置控制及其应用

发布时间：2021-12-18 08:12

　　柔性薄膜基材非连续卷绕技术是柔性电子制造的关键技术之一,对柔性电子产品高效、低成本生产具有重要意义。本文将针对RFID标签封装装备的卷绕系统重点研究非连续卷绕技术中两个相互耦合的难题：张力与位置控制,从非连续卷绕工况下张力波动机理入手,建立典型卷绕系统动力学建模,提出张力控制方法和张力与位置混合控制方法,并通过设备应用验证。具体工作概述如下：（1）深入分析了非连续卷绕进给系统中张力波动机理,建立了多因素诱导张力波动动力学模型,主要包括料卷时变卷径、惰性辊轴、摩擦力等因素对基材中张力的影响。（2）非连续卷绕系统动力学建模是对系统进行精密控制的基础。依据功能区间将系统划分为若干子系统,结合各区域的组成、功能特点,提出了多参数耦合动力学模型。针对这一复杂多输入多输出系统,建立了参数增量式动力学模型,分析了不同进给时段、不同区域的张力随工艺参数的变化规律。（3）张力控制是非连续卷绕系统首先需要解决的问题,是精确定位和稳定输送的前提。在建立的张力控制模型基础上,提出了包含张力反馈、位置反馈等的分布式张力控制方法,并引入迭代学习控制方法,仿真分析证明迭代学习控制可以保证张力控制的稳定性。（4）为提... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：126 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
1 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题背景
    1.3 课题目的与意义
    1.4 国内外研究现状
    1.5 本文主要研究内容
2 非连续卷绕系统中张力波动机理分析
    2.1 非连续卷绕系统组成与控制要求
    2.2 卷径变化对张力的影响
    2.3 惰辊对张力波动的影响
    2.4 摩擦力对张力稳定的影响
    2.5 基材特性对张力的影响
    2.6 其它干扰张力稳定的因素
    2.7 本章小结
3 非连续卷绕系统分区域动力学建模
    3.1 系统分区域动力学建模
    3.2 建立增量式系统模型
    3.3 分时段分析系统参数对张力稳定的影响
    3.4 本章小结
4 分布式张力控制方法
    4.1 张力控制状态方程
    4.2 张力反馈控制方法
    4.3 分布式张力反馈控制方法
    4.4 分布式迭代学习张力控制方法
    4.5 本章小结
5 张力-位置混合控制方法
    5.1 张力波动与进给不同步对定位的影响
    5.2 张力与位置相对独立控制方法
    5.3 张力-位置混合控制方法
    5.4 本章小结
6 控制方法实验验证与应用
    6.1 实验卷绕系统工作原理
    6.2 实验平台搭建
    6.3 张力波动机理实验分析
    6.4 张力-位置混合控制方法实现与分析
    6.5 本章小结
7 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 后期研究工作展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的论文
附录2 攻读博士学位期间申请的专利
附录3 缩略语
附录4 RFID标签封装装备/实验平台实物照片
附录5 科技成果证书


【参考文献】：
期刊论文
[1]具有初态学习的闭环PD型迭代学习控制[J]. 曹伟,戴学丰.  武汉理工大学学报. 2010(02)
[2]受限机械臂的自适应小波滑模位置/力混合控制[J]. 周芳,朱齐丹,姜迈,汪瞳.  华中科技大学学报(自然科学版). 2009(11)
[3]基于增量模型的协同CAD建模关键技术研究[J]. 胡继平,詹金珍.  计算机应用与软件. 2009(08)
[4]迭代学习控制研究现状与趋势[J]. 马航,杨俊友,袁琳.  控制工程. 2009(03)
[5]多线切割机线张力控制系统设计实现[J]. 张义兵,戴瑜兴,袁巨龙,熊万里.  机械工程学报. 2009(05)
[6]步进扫描投影光刻机同步机制研究[J]. 杨亮亮,周云飞,潘海鸿,罗福源.  中国机械工程. 2009(01)
[7]基于模糊-PID控制的主从电机同步传动系统[J]. 张良,于海生,刘华波,许磊.  电气传动自动化. 2008(05)
[8]基于多轴运动控制器的电极丝恒张力控制系统[J]. 姜永成,任福君.  中国机械工程. 2008(16)
[9]基于自适应和模糊控制的新型XY平台同步控制研究[J]. 陈静,刘强,齐畅.  系统仿真学报. 2008(12)
[10]柔性电子系统及其力学性能[J]. 许巍,卢天健.  力学进展. 2008(02)



本文编号：3541987