印刷机纸张张力测控系统的设计

机械设计制造及其自动化论文，论文编号:JX1079  论文字数:18842.页数:36

摘 要
 在现代印刷行业中，纸张张力控制是极其重要的一环，良好的张力控制能够确保产品质量，提高生产效率。本设计具体针对在印刷机的纸张印刷过程中收卷张力检测与控制。
 本设计主要设计在线测控技术，研制了张力智能测控系统在印刷机纸张上的应用。设计的主要内容分为三部分。第一部分为测控系统中的检测部分，在这部分里，介绍了传感器检测纸张的张力，通过光耦合隔离放大，把检测到的张力信号进行转换。第二部分为测控系统中的控制部分，重点介绍了测控系统中的单片机及驱动执行机构。第三部分为PID控制算法，先介绍了传统算法，并对传统算法进行了改进，最后设计了模糊PID算法在纸张张力控制中的应用。
 设计主要是以高性能单片微型计算机AduC824为主控单元，结合必要的外围设备和磁粉制动器，将从张力传感器采集输入的信号进行处理，通过与给定值进行比较，实时调整控制信号，通过放大环节来控制执行机构，最终达到控制纸张张力的目的。
 单片机控制系统的可靠性设计是非常重要的。最后分析了测控系统中的干扰信号的类型和来源。分别从软件、硬件的可靠性设计的角度出发，设计了多种抗干扰技术。
关键词 张力测控技术 传感器 单片机 驱动执行机构 PID算法 可靠性设计

Abstract
 In the modern printing industry, paper tension control is very important, and good tension control can ensure product quality, improve production efficiency. This design is specific to detection and control of rolling tension in the printing process of presses.
 The design of the main design of online monitoring and control technology, the development of intelligent monitoring and control system of the tension in the                       application of printing paper. The main elements of the design is divided into three parts. The first part of monitoring and control system for the detection of this part, the paper describes the tension sensor detection through optical coupling isolation amplification, the detected tension signal conversion. The second part of the control measurement and control system parts, focuses on monitoring and control system and drive the implementation of the single-chip institutions. Part III is divided into PID control algorithm, first introduced the traditional algorithm, and to improve the traditional algorithm, the final design of the fuzzy PID control algorithm in the paper in the application of tension.
 Design is based on high-performance single-chip micro-computer control unit for AduC824, combined with the necessary peripherals and magnetic brakes, collecting input from the tension sensor signal processing, with the given values, real-time adjustment of control signals, through Larger part of the implementing agencies to control and ultimately to control the purpose of the paper tension.
 The reliability of single-chip control system design is very important. Finally, an analysis of interference in the measurement and control system of the type and source of signal. From software, hardware, the reliability of the design point of view, the design of a wide range of anti-jamming technology.
Keywords Tension Measurement and Control Technology   Sensor  Single-chip   Drive the implementation of agency  PID algorithm  Reliability Design

目  录
摘 要 I
Abstract II
目录 III
第一章 绪论 1
1.1概述 1
1.2 在线测控技术的发展及应用 3
1.3 在线测控技术在纸张张力测控系统的应用分析 3
1.4 设计主要内容 4
1.5 本章小结 5
第二章 张力测控系统设计 6
2.1 纸张张力控制的原理 6
2.2 张力测控系统的组成 9
2.3 张力测控系统中的检测系统的设计 10
2.3.1 张力检测传感器 10
2.3.2 光耦合隔离放大器 11
2.4 张力测控系统中的单片机选择 13
2.4.1 单片机功能特点 13
2.4.2 单片机系统原理电路图 15
2.4.3 单片机上电复位电路及电源监视器 16
2.5 张力测控系统中的驱动执行机构 16
2.5.1 磁粉制动器的工作原理 16
2.5.2 磁粉制动器的特性 17
2.5.3 驱动器的选择 18
2.6 本章小结 19
第三章PID算法 20
3.1 PID控制算法 20
3.1.1 标准的PID算法 20
3.1.2 PID 控制算法的改进 21
3.2 模糊PID控制算法 22
3.2.1 模糊PID控制器的设计 22
3.3 本章小结 25
第4章  控制系统的抗干扰技术 26
4.1 单片机干扰的来源、类型 26
4.2 单片机控制系统抗干扰的技术 27
4.2.1 主要的软件抗干扰技术 27
4.2.2 主要的硬件抗干扰技术 28
4.3 本章小结 29
第五章 总结 30
致谢 31
参考文献 32