复合机控制系统的设计与实现

论文摘要

由铝箔和纸料贴合而成的贴纸铝箔是香烟包装行业的主要包装材料,在烟箔生产过程中,对张力控制的好坏直接影响烟箔的质量,因此张力控制系统是复合机控制的关键技术。论文从复合机生产工艺流程入手,详细分析了复合机的主要控制对象、复合机的张力产生和影响,建立了张力控制系统的数学模型,提出了三段式张力控制策略。对该控制方案的工作原理,执行元件的动静态特性及主要组成部件进行了较深入的分析、建模。针对收、放卷纸径时变和非线性的特点,在普通PID控制理论的基础上,提出了基于遗传算法的PID参数优化整定方法,通过对控制系统PID参数优化进行了仿真,验证了良好的效果。在理论研究的基础上,论文完成了整个系统的工程实现,研制出一套高精度、高可靠性的计算机控制系统。新的控制系统能稳定运行,张力控制精度较高,系统的各项技术性能指标达到优化,经过现场调试和性能测验,得到了较为满意的结果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究意义与背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文的主要任务及主要安排
• 第二章 JHML-T1000复合机工艺简介及张力分析
• 2.1 JHML-T1000复合机工作原理
• 2.1.1 复合机系统结构
• 2.1.2 复合机的生产工艺
• 2.1.3 复合机生产过程
• 2.2 JHML-T1000复合机张力控制系统分析
• 2.2.1 复合机张力控制系统受力分析
• 2.2.2 复合机张力控制系统的基本原理
• 2.3 JHML-T1000复合机张力控制系统对策
• 2.3.1 系统张力检测
• 2.3.2 系统张力控制执行
• 2.4 JHML-T1000复合机系统收放卷张力控制的数学模型
• 2.4.1 卷绕系统的速度与卷径
• 2.4.2 放、收卷的动力学模型
• 2.5 本章小结
• 第三章 复合机放卷张力的控制算法研究与仿真
• 3.1 JHML-T1000复合机张力控制系统方案设计
• 3.1.1 放卷段张力控制
• 3.1.2 贴合段张力控制
• 3.1.3 收卷段张力控制
• 3.1.4 张力控制系统要求
• 3.2 JHML-T1000复合机控制系统放卷段PID参数整定和优化
• 3.2.1 复合机控制系统放卷段PID参数整定方法
• 3.2.2 基于遗传算法的复合机放卷段PID控制器参数整定优化
• 3.3 本章小结
• 第四章 复合机控制系统设计及运行性能分析
• 4.1 控制系统总体方案设计
• 4.2 PLC控制系统软件设计
• 4.2.1 控制系统硬件组态
• 4.2.2 STEP 7编程实现
• 4.2.3 张力控制程序流程
• 4.2.4 PID算法的软件实现
• 4.3 监控系统
• 4.3.1 监控系统控制功能
• 4.3.2 触摸屏控制软件设计
• 4.4 控制系统的通讯
• 4.5 运行性能分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 主要研究工作总结
• 5.2 后续工作及展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间科研及论文完成情况