柔性薄膜涂敷裝置運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、柔性材料加工是一類在紡織、造紙、印刷和薄膜材料等工業(yè)中常見的加工類型，隨著新技術(shù)和新工藝的發(fā)展，柔性材料的卷取控制在半導(dǎo)體制造、生物醫(yī)藥和新能源等行業(yè)中的材料加工中的應(yīng)用也愈來愈廣泛。在燃料池膜電極連續(xù)制造中，需要將催化劑定位涂敷在質(zhì)子交換膜上，由于質(zhì)子交換膜是柔性薄膜，對(duì)柔性薄膜的收放卷定位控制成為加工過程的重要控制問題之一。
　　 在柔性薄膜材料涂敷的運(yùn)動(dòng)控制裝置中，采用永磁同步電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)裝置。機(jī)電系統(tǒng)的間隙特性和柔性材料

2、的形變特性等因素所構(gòu)成的非線性特性，使得對(duì)事先標(biāo)記好的柔性材料進(jìn)行定位卷取的動(dòng)態(tài)控制難度增加。
　　 本文針對(duì)柔性材料的卷取位置控制問題，研究獲得快速和準(zhǔn)確控制方法。由于薄膜是柔性材料，傳統(tǒng)的對(duì)剛性材料的控制方法并不完全適用于本系統(tǒng)。在對(duì)包含伺服電機(jī)和柔性薄膜的收放卷系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的動(dòng)力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，得到各環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)。針對(duì)系統(tǒng)柔性薄膜材料的非線性特性，設(shè)計(jì)模糊PID智能控制算法設(shè)計(jì)位置調(diào)節(jié)器。通過基于MATLAB仿真模型，分

3、別建立柔性形變模型的系統(tǒng)與無形變模型的系統(tǒng)；研究了模糊PID智能控制算法與傳統(tǒng)PID控制算法對(duì)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)精度和動(dòng)態(tài)快速響應(yīng)的影響。通過仿真結(jié)果，表明建立柔性形變模型和采用模糊控制算法的意義。
　　 然后，對(duì)薄膜位置控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)作了詳細(xì)論述。系統(tǒng)以TI公司的TMS320F2812芯片為控制核心，設(shè)計(jì)了控制器的硬件電路部分；給出了轉(zhuǎn)子位置，三相繞組相電流，速度和負(fù)載位置等檢測(cè)電路;并以SANYO公司的RS1A10AA

4、伺服驅(qū)動(dòng)器，設(shè)計(jì)了交流永磁同步電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路。
　　 最后，對(duì)薄膜位置控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)作了詳細(xì)論述。在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中，主要包括：初始化程序、檢測(cè)子程序、ADC中斷服務(wù)子程序，調(diào)節(jié)控制程序，驅(qū)動(dòng)控制程序，網(wǎng)絡(luò)通訊程序等。主要實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的位置、速度、電流的檢測(cè)以及閉環(huán)控制等功能。
　　 間隙和形變補(bǔ)償是本文討論的重點(diǎn)，但由于時(shí)間所限，只進(jìn)行了初步探討。本文的完成，對(duì)薄膜同步位置控制系統(tǒng)的建模，仿真及傳動(dòng)機(jī)械間隙，柔性材料形