周期性扰动下卷绕基板的横向位移控制

摘要/Abstract

摘要：

柔性基板的横向位移控制是卷到卷（roll-to-roll）系统中的关键技术之一,横向偏移会导致定位误差、收卷不齐,直接影响成品的质量。针对卷绕过程中辊筒的旋转偏心造成的基板横向位置上的周期性干扰,提出将插入式重复控制器应用于柔性基板的横向位移控制。该方法不需要改变原有控制器的结构,只需在其之前增加一个重复控制器环节,即能实现对任意周期信号或干扰的高精度跟踪或抑制。仿真实验结果表明,插入式重复控制算法相比单纯PID控制能显著提高系统对辊筒偏心引起的横向周期性干扰的抑制能力,提高系统的稳态精度,具有良好的鲁棒性。

关键词: 基板横向动力学, 横向位移控制, 周期性扰动, 插入式重复控制器

Abstract:

The lateral displacement of a web is one of the most common problems in roll-to-roll(R2R) systems, which results in positioning errors, telescoping in a wound roll, and degraded product quality. The roller eccentricity is the main periodic disturbance for the lateral position of the web in the winding process. A plug-in repetitive controller was presented to attenuate the lateral disturbance caused by the roller rotary eccentricity. The control scheme just added a repetitive control part in primary controller, with the benefits of following or attenuating a discretional periodic signals in high accuracy. The simulation of an offset pivot guide was carried out with a plug-in repetitive controller and a traditional PID controller. It is shown that the proposed control scheme performs well in the lateral periodic disturbance caused by roller eccentricity, and dramatically improves the system steady errors.

Key words: web lateral dynamics, lateral position control, periodic disturbance, plug-in repetitive controller

中图分类号:

TH113
TP273

熊涛, 熊有伦, 王瑜辉. 周期性扰动下卷绕基板的横向位移控制[J]. 中国机械工程, 2014, 25(9): 1137-1142.

Xiong Tao, Xiong Youlun, Wang Yuhui. Lateral Position Control of a Flexible Web with Periodic Lateral Disturbance in Winding Process[J]. China Mechanical Engineering, 2014, 25(9): 1137-1142.

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参考文献

[1]Shelton J J, Reid K N. Lateral Dynamics of an Idealized Moving Web[J]. Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control, Transactions of the ASME,1971, 93 Ser G(3): 187-192.
[2]Shelton J J, Reid K N. Lateral Dynamics of a Real Moving Web[J]. Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control, Transactions of the ASME,1971, 93 Ser G(3): 180-186.
[3]Shin K H, Kwon S O, Kim S H, et al. Feedforward Control of the Lateral Position of a Moving Web Using System Identification[J]. IEEE Transactions on Industry Applications,2004, 40(6): 1637-1643.
[4]Shin K H, Kwon S O, Kim S H. The Effect of Tension on the Lateral Dynamics and Control of a Moving Web[J]. IEEE Transactions on Industry Applications, 2007, 43(2): 403-411.
[5]Huang C C, Wu H Y, Tang T T. Adaptive Control for Edge Alignment in Polyester Film Processing[J]. Advances in Polymer Technology,2007, 26(3): 153-162.
[6]Xiong T, Cai W L, Xiong Y L. Dynamic Matrix Control of the Lateral Position of a Moving Web[C]//International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA2012). Chengdu, 2012: 1091-1096.
[7]李勇. 板带轧机轧辊偏心控制的研究[D]. 沈阳：东北大学, 2008.
[8]Inoue T. Practical Repetitive Control System Design[C]//Proceedings of the 29th Conference on Decision and Control. Honolulu,1990: 1673-1678.
[9]Chen S, Lai Y M, Tan S C. Analysis and Design of Repetitive Controller for Harmonic Elimination in PWM Voltage Source Inverter Systems[J]. IET Power Electronics,2008, 1(4): 497-506.
[10]马菲. 重复控制在DVD机伺服系统中的研究与应用[D]. 上海：上海交通大学, 2008.
[11]Wang H, Yang S. Design and Control of a Fast Tool Servo Used in Noncircular Piston Turning Process[J]. Mechanical Systems and Signal Processing,2007, 2(10): 451-457.
[12]王丽梅，李兵. 基于实时位置补偿交叉耦合控制与重复控制的直接驱动XY平台系统设计[J]. 中国机械工程, 2011, 22(9): 1030-1034.
Wang L M, Li B. Contour Control for Direct Drive XY Table Based on Real-time Position Compensation and Repetitive Control[J]. China Mechanical Engineering,2011, 22(9): 1030-1034.
[13]杨松，王毅，苏宝库. 高精确度伺服转台控制系统中的扰动力矩补偿[J]. 电机与控制学报,2009, 13(4): 615-619.
Yang S, Wang Y, Su B Q. Study on Disturbance Torques Compensation in High Precise Servo Turntable Control System[J]. Electric Machines and Control,2009, 13(4): 615-619.

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[1]	王志强, 雷震宇. 地铁小半径曲线钢弹簧浮置板轨道钢轨波磨成因分析[J]. 中国机械工程, 2023, 34(24): 2899-2908.
[2]	任勇生, 姚东辉, 张金峰. 时滞金属切削系统颤振的研究进展[J]. 中国机械工程, 2023, 34(21): 2548-2567,2576.
[3]	许立新, 夏晨, 杨博. 负载条件下RV减速器动态传动误差分析与试验[J]. 中国机械工程, 2023, 34(18): 2143-2152.
[4]	王良文, 孔阳光, 王若澜, 张志刚, 刘旭玲, 李林峰, . 薄壁易碎圆柱内壁工件的内撑式机械手抓取接触-碰撞仿真与实验研究[J]. 中国机械工程, 2023, 34(17): 2026-2036.
[5]	周如传, 吴文敏, 冯曼曼, 郭辉, 蔺彦虎. 小轴交角面齿轮副齿面展成与啮合特性分析[J]. 中国机械工程, 2023, 34(06): 631-640.
[6]	陈浩, 巩明德, 赵丁选, 张伟, 张悦, 郝春友, . 电液主动悬架灵敏度分析与自适应跟踪控制[J]. 中国机械工程, 2023, 34(04): 481-489.
[7]	董成林, 蔡龙奇, 李毅, 路彤, 张路科. 基于并联机构的三维动力吸振器各向同性设计及减振特性研究[J]. 中国机械工程, 2023, 34(03): 307-313.
[8]	贺红林, 赵伟鹏, 余志豪, 龙玉繁, 鄢殷期, 李冀. 约束阻尼板双线性材料插值法拓扑动力学优化[J]. 中国机械工程, 2022, 33(23): 2783-2789，2878.
[9]	张鸿权, 肖望强. 基于颗粒阻尼的变频空调压缩机管路减振设计[J]. 中国机械工程, 2022, 33(18): 2172-2182，2189.
[10]	王龙凯, 王艾伦, 尹伊君, 金淼, 衡星. 航空涡轮轴发动机复杂转子的动力学建模方法[J]. 中国机械工程, 2022, 33(13): 1513-1520.
[11]	吴利锋, 吕勇, 袁锐, 朱熹, 游俊, . 改进的正弦辅助多元经验模式分解及其在滚动轴承故障诊断中的应用[J]. 中国机械工程, 2022, 33(11): 1336-1344.
[12]	朱建旭, , 赵丁选, 巩明德, 陈浩, 杨梦轲, . 应急救援车辆主动悬挂系统能耗与发动机的功率匹配控制[J]. 中国机械工程, 2022, 33(11): 1361-1368.
[13]	邱明明, 虞伟, 赵韩, 刘浩, 曹龙凯. 考虑工况和驾驶风格耦合影响的插电式混合动力汽车制动能量回收策略[J]. 中国机械工程, 2022, 33(02): 143-152.
[14]	吴红安, 吕勇, 易灿灿, 袁锐, . 窗口伸缩优化的同步压缩算法及其在变转速工况瞬时频率估计上的应用[J]. 中国机械工程, 2022, 33(01): 34-44.
[15]	单增海, 李志远, 张旭, 黄亦翔, 李彦明, 刘成良, 张轩. 基于多传感器信息融合和多粒度级联森林模型的液压泵健康状态评估[J]. 中国机械工程, 2021, 32(19): 2374-2382.