非連續(xù)卷繞系統(tǒng)動力學建模與張力/位置控制及其應用
發(fā)布時間:2021-12-18 08:12
柔性薄膜基材非連續(xù)卷繞技術是柔性電子制造的關鍵技術之一,對柔性電子產(chǎn)品高效、低成本生產(chǎn)具有重要意義。本文將針對RFID標簽封裝裝備的卷繞系統(tǒng)重點研究非連續(xù)卷繞技術中兩個相互耦合的難題:張力與位置控制,從非連續(xù)卷繞工況下張力波動機理入手,建立典型卷繞系統(tǒng)動力學建模,提出張力控制方法和張力與位置混合控制方法,并通過設備應用驗證。具體工作概述如下:(1)深入分析了非連續(xù)卷繞進給系統(tǒng)中張力波動機理,建立了多因素誘導張力波動動力學模型,主要包括料卷時變卷徑、惰性輥軸、摩擦力等因素對基材中張力的影響。(2)非連續(xù)卷繞系統(tǒng)動力學建模是對系統(tǒng)進行精密控制的基礎。依據(jù)功能區(qū)間將系統(tǒng)劃分為若干子系統(tǒng),結合各區(qū)域的組成、功能特點,提出了多參數(shù)耦合動力學模型。針對這一復雜多輸入多輸出系統(tǒng),建立了參數(shù)增量式動力學模型,分析了不同進給時段、不同區(qū)域的張力隨工藝參數(shù)的變化規(guī)律。(3)張力控制是非連續(xù)卷繞系統(tǒng)首先需要解決的問題,是精確定位和穩(wěn)定輸送的前提。在建立的張力控制模型基礎上,提出了包含張力反饋、位置反饋等的分布式張力控制方法,并引入迭代學習控制方法,仿真分析證明迭代學習控制可以保證張力控制的穩(wěn)定性。(4)為提...
【文章來源】:華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:126 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
目錄
1 緒論
1.1 課題來源
1.2 課題背景
1.3 課題目的與意義
1.4 國內外研究現(xiàn)狀
1.5 本文主要研究內容
2 非連續(xù)卷繞系統(tǒng)中張力波動機理分析
2.1 非連續(xù)卷繞系統(tǒng)組成與控制要求
2.2 卷徑變化對張力的影響
2.3 惰輥對張力波動的影響
2.4 摩擦力對張力穩(wěn)定的影響
2.5 基材特性對張力的影響
2.6 其它干擾張力穩(wěn)定的因素
2.7 本章小結
3 非連續(xù)卷繞系統(tǒng)分區(qū)域動力學建模
3.1 系統(tǒng)分區(qū)域動力學建模
3.2 建立增量式系統(tǒng)模型
3.3 分時段分析系統(tǒng)參數(shù)對張力穩(wěn)定的影響
3.4 本章小結
4 分布式張力控制方法
4.1 張力控制狀態(tài)方程
4.2 張力反饋控制方法
4.3 分布式張力反饋控制方法
4.4 分布式迭代學習張力控制方法
4.5 本章小結
5 張力-位置混合控制方法
5.1 張力波動與進給不同步對定位的影響
5.2 張力與位置相對獨立控制方法
5.3 張力-位置混合控制方法
5.4 本章小結
6 控制方法實驗驗證與應用
6.1 實驗卷繞系統(tǒng)工作原理
6.2 實驗平臺搭建
6.3 張力波動機理實驗分析
6.4 張力-位置混合控制方法實現(xiàn)與分析
6.5 本章小結
7 總結與展望
7.1 全文總結
7.2 后期研究工作展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀博士學位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀博士學位期間申請的專利
附錄3 縮略語
附錄4 RFID標簽封裝裝備/實驗平臺實物照片
附錄5 科技成果證書
【參考文獻】:
期刊論文
[1]具有初態(tài)學習的閉環(huán)PD型迭代學習控制[J]. 曹偉,戴學豐. 武漢理工大學學報. 2010(02)
[2]受限機械臂的自適應小波滑模位置/力混合控制[J]. 周芳,朱齊丹,姜邁,汪瞳. 華中科技大學學報(自然科學版). 2009(11)
[3]基于增量模型的協(xié)同CAD建模關鍵技術研究[J]. 胡繼平,詹金珍. 計算機應用與軟件. 2009(08)
[4]迭代學習控制研究現(xiàn)狀與趨勢[J]. 馬航,楊俊友,袁琳. 控制工程. 2009(03)
[5]多線切割機線張力控制系統(tǒng)設計實現(xiàn)[J]. 張義兵,戴瑜興,袁巨龍,熊萬里. 機械工程學報. 2009(05)
[6]步進掃描投影光刻機同步機制研究[J]. 楊亮亮,周云飛,潘海鴻,羅福源. 中國機械工程. 2009(01)
[7]基于模糊-PID控制的主從電機同步傳動系統(tǒng)[J]. 張良,于海生,劉華波,許磊. 電氣傳動自動化. 2008(05)
[8]基于多軸運動控制器的電極絲恒張力控制系統(tǒng)[J]. 姜永成,任福君. 中國機械工程. 2008(16)
[9]基于自適應和模糊控制的新型XY平臺同步控制研究[J]. 陳靜,劉強,齊暢. 系統(tǒng)仿真學報. 2008(12)
[10]柔性電子系統(tǒng)及其力學性能[J]. 許巍,盧天健. 力學進展. 2008(02)
本文編號:3541987
【文章來源】:華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:126 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
目錄
1 緒論
1.1 課題來源
1.2 課題背景
1.3 課題目的與意義
1.4 國內外研究現(xiàn)狀
1.5 本文主要研究內容
2 非連續(xù)卷繞系統(tǒng)中張力波動機理分析
2.1 非連續(xù)卷繞系統(tǒng)組成與控制要求
2.2 卷徑變化對張力的影響
2.3 惰輥對張力波動的影響
2.4 摩擦力對張力穩(wěn)定的影響
2.5 基材特性對張力的影響
2.6 其它干擾張力穩(wěn)定的因素
2.7 本章小結
3 非連續(xù)卷繞系統(tǒng)分區(qū)域動力學建模
3.1 系統(tǒng)分區(qū)域動力學建模
3.2 建立增量式系統(tǒng)模型
3.3 分時段分析系統(tǒng)參數(shù)對張力穩(wěn)定的影響
3.4 本章小結
4 分布式張力控制方法
4.1 張力控制狀態(tài)方程
4.2 張力反饋控制方法
4.3 分布式張力反饋控制方法
4.4 分布式迭代學習張力控制方法
4.5 本章小結
5 張力-位置混合控制方法
5.1 張力波動與進給不同步對定位的影響
5.2 張力與位置相對獨立控制方法
5.3 張力-位置混合控制方法
5.4 本章小結
6 控制方法實驗驗證與應用
6.1 實驗卷繞系統(tǒng)工作原理
6.2 實驗平臺搭建
6.3 張力波動機理實驗分析
6.4 張力-位置混合控制方法實現(xiàn)與分析
6.5 本章小結
7 總結與展望
7.1 全文總結
7.2 后期研究工作展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀博士學位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀博士學位期間申請的專利
附錄3 縮略語
附錄4 RFID標簽封裝裝備/實驗平臺實物照片
附錄5 科技成果證書
【參考文獻】:
期刊論文
[1]具有初態(tài)學習的閉環(huán)PD型迭代學習控制[J]. 曹偉,戴學豐. 武漢理工大學學報. 2010(02)
[2]受限機械臂的自適應小波滑模位置/力混合控制[J]. 周芳,朱齊丹,姜邁,汪瞳. 華中科技大學學報(自然科學版). 2009(11)
[3]基于增量模型的協(xié)同CAD建模關鍵技術研究[J]. 胡繼平,詹金珍. 計算機應用與軟件. 2009(08)
[4]迭代學習控制研究現(xiàn)狀與趨勢[J]. 馬航,楊俊友,袁琳. 控制工程. 2009(03)
[5]多線切割機線張力控制系統(tǒng)設計實現(xiàn)[J]. 張義兵,戴瑜興,袁巨龍,熊萬里. 機械工程學報. 2009(05)
[6]步進掃描投影光刻機同步機制研究[J]. 楊亮亮,周云飛,潘海鴻,羅福源. 中國機械工程. 2009(01)
[7]基于模糊-PID控制的主從電機同步傳動系統(tǒng)[J]. 張良,于海生,劉華波,許磊. 電氣傳動自動化. 2008(05)
[8]基于多軸運動控制器的電極絲恒張力控制系統(tǒng)[J]. 姜永成,任福君. 中國機械工程. 2008(16)
[9]基于自適應和模糊控制的新型XY平臺同步控制研究[J]. 陳靜,劉強,齊暢. 系統(tǒng)仿真學報. 2008(12)
[10]柔性電子系統(tǒng)及其力學性能[J]. 許巍,盧天健. 力學進展. 2008(02)
本文編號:3541987
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