[發明專利]一種無軸凹版印刷機橫向套準控制方法

在審

• 申請號: 201910018451.0
• 申請日: 2019-01-09
• 公開（公告）號: CN109683481A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 肖澤;齊潔
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;吳小麗

1.一種無軸凹版印刷機橫向套準控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：根據無軸多色凹版印刷機的印刷原理與物理規律，建立無軸多色凹版印刷機橫向套準系統的非線性模型；

步驟2：采用攝動法和微元法對所述非線性模型進行線性化，推導出無軸多色凹版印刷機橫向套準系統的線性模型；

步驟3：根據所述線性模型，設計基于前饋控制和自抗擾控制ADRC的多色橫向套準系統的解耦控制方法；

其中，前饋控制用來補償張力和印刷筒角速度的變化或擾動所帶來的套準誤差，而自抗擾控制包括跟蹤微分器、擴展狀態觀測器、非線性狀態誤差反饋控制律；跟蹤微分器用來安排過渡過程，并輸出跟蹤系統的參考輸入；擴展狀態觀測器是自抗擾控制的核心，用來實現對輸出變量的跟蹤和對動態耦合、未知模型及外部干擾的估計；非線性狀態誤差反饋控制律是控制法則，用來實現對誤差及微分誤差合理組合，并和反饋一起主動補償系統的動態耦合、未知模型及外部干擾。

2.如權利要求1所述的一種無軸凹版印刷機橫向套準控制方法，其特征在于：無軸凹版印刷機的套準誤差直接反映了套準精度，包括兩種：沿印刷運行方向的橫向套準誤差和與印刷運行方向相垂直的縱向套準誤差，由于紙張的縱向抖動非常小，所以忽略縱向方向的套準誤差。

3.如權利要求2所述的一種無軸凹版印刷機橫向套準控制方法，其特征在于：所述橫向套準誤差定義為兩個相鄰的印刷輥之間的距離差，即上游印刷輥與后一個印刷輥上的印刷圖案之間的距離差；為了消除不必要的干擾，步驟1中簡化數學模型，假設如下：

1)在紙張材料和滾筒之間沒有滑動，且紙張與環境之間不會發生質量轉移；

2)紙張材料性質不隨溫濕度的變化而變化；

3)在未拉伸狀態下，紙張橫截面不變且密度和彈性模量不變；

4)在印刷過程中，張力小于設定閾值且保持恒定；

5)在建模開始前，印刷系統處于穩定狀態。

4.如權利要求3所述的一種無軸凹版印刷機橫向套準控制方法，其特征在于：所述步驟1中的非線性模型如下：

其中：A為紙張材料的橫截面積，E為材料的彈性模量，e_i(i+1)為第i個印刷輥和第i+1個印刷輥之間的套準誤差，i為大于等于1的正整數，t為時間，R_i是第i個印刷輥的半徑，R_i+1是第i+1個印刷輥的半徑；ω_i為第i個印刷輥的角速度，ω_i+1為第i+1個印刷輥的角速度；T_i(t)是第i個印刷輥到第i+1個印刷輥之間紙張的張力，T_i-1是第i-1個印刷輥到第i個印刷輥之間紙張的張力；t_Ti是第i個印刷輥和第i+1個印刷輥之間的傳輸時間，有：

其中，L_i是第i個印刷輥和第i+1個印刷輥之間的長度，ω^*是ω_i的穩態值；

假設相鄰印刷單元的距離相同，并且所有印刷輥的半徑大小相同，在多色系統下則可以得到：

其中，n為正整數，R_n表示第n個印刷輥的半徑，L_n表示第n個印刷輥和第n+1個印刷輥之間的長度，t_Tn表示第n個印刷輥和第n+1個印刷輥之間的傳輸時間，R為所有印刷輥的半徑的值，L為所有相鄰印刷輥的長度值，t_T為所有相鄰印刷輥之間的傳輸時間值；

根據式(1)和(3)，式(1)可以被化簡為：

式(4)即為簡化的非線性模型。