一種基于pd控制的正反饋補償方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種基于ro控制的正反饋補償方法，屬于印刷機械的周期性沖擊擾 動抑制控制方法技術領域。
【背景技術】
[0002] 近年來由于印刷技術的發展，人們對印刷精度有了更高的要求，然而隨著印刷機 對印刷精度及印刷速度的不斷提高，印刷過程中印版間縫隙在對接時產生的周期性沖擊擾 動已經成為影響印刷機套印精度一個重要原因。
[0003] 針對以上原因采用了一種基于ro控制的正反饋補償方法，消除系統靜差的同時 大幅抑制系統的周期性沖擊擾動，而且方法簡單，易于實現，并且不改變原有控制系統結 構，具有一定的工程應用價值。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于提供了一種基于ro控制的正反饋補償方法，針對印刷機印刷 過程中印版間縫隙在對接時產生的周期性沖擊擾動問題，本發明提出的控制方法對機械系 統進行閉環控制，并且經實驗結果證明了這種控制方法的有效性和可行性。
[0005] 為實現上述目的，本發明所采用的技術方案為一種基于ro控制的正反饋補償方 法，采用低通濾波器設置輸入輸出信號的截止頻段，濾除系統中的高頻噪聲，然后采用正反 饋對低頻信號進行了放大。由于系統振動信號存在的主要原因是由于加載在電機兩端的 電壓不足，通過正反饋補償，可以在低頻段對誤差實現正激勵效應，這樣可以快速的消除誤 差。該方法包括如下具體步驟，
[0006] si對系統采用ro控制，輸入速度曲線信號Xi (t)，驅動系統運動，運用編碼器采集 輸出軸速度曲線Xjt);
[0007] S2輸入信號與輸出信號的差值，即誤差信號e進入正反饋信號補償器，輸出信號 為V (s)，V (s)與誤差信號e疊加后進入ro控制器。
[0008] 所述正反饋補償器如下，
[0009] S2.1誤差信號e進入低通濾波器W(S)，從濾波器輸出信號V(S)。
[0010] 所述低通濾波器w(S)如下，
[0011] 低通濾波器為通常設計公式為：= , ，式中丄為截至頻率，N為分母階 數。
[0012] S2. 2輸出信號V(S) -方面與誤差信號e疊加進入ro控制器，一方面正反饋到低 通濾波器w(S)前的誤差信號e上。
[0013] S3運用從ro控制器輸出的信號對機械系統進行控制。
[0014] 與現有技術相比，本發明的有益效果在于：本發明針對印刷機械周期性沖擊擾動 的問題，提出了一種基于ro控制的正反饋補償方法，消除系統靜差的同時大幅抑制系統的 周期性沖擊擾動，而且方法簡單，易于實現，并且不改變原有控制系統結構，具有一定的工 程應用價值。
【附圖說明】
[0015] 圖1是該方法的整機控制流程圖。
[0016] 圖2是基于ro控制的正反饋補償系統函數方塊圖。
[0017] 圖3是無擾動ro控制系統響應曲線。
[0018] 圖4a是含擾動ro控制系統擾動響應曲線。
[0019] 圖4b是含擾動ro控制系統擾動響應曲線局部放大圖。
[0020] 圖5是無擾動ro控制的正反饋補償系統響應曲線。
[0021] 圖6a是含擾動ro控制的正反饋系統響應曲線。
[0022] 圖6b是含擾動ro控制的正反饋系統響應曲線局部放大圖。
【具體實施方式】
[0023] 本發明是一種基于ro控制的正反饋補償方法，其控制流程參照圖1，系統內環為 電流環，采用力矩模式，外環為速度環。PLC通過控制算法變換在驅動器兩端加載-IOV~ +IOV的電壓，對整個系統進行擾動抑制。電機驅動負載運動，并通過磁粉制動器加載擾動， 負載反饋的數據通過PLC顯示上位機上。
[0024] 圖2是基于ro控制的正反饋補償系統函數方塊圖，可以看出誤差信號e進入正反 饋信號補償器后與自身疊加，然后對機械系統進行ro控制。
[0025] 圖3是無擾動ro控制系統響應曲線，在無擾動的情況下調節系統ro參數，設置P =2000，D = 5,系統在階躍輸入為40rad/min的指令下響應速度為33rad/min，存在明顯的 靜差。
[0026] 圖4a是含擾動控制系統擾動響應曲線，磁粉制動器所加的擾動幅值為2. 5V、 周期IOs寬度為50%。通過其局部放大圖4b可以看出，負載端在擾動下產生了一個Irad/ min的擾動（波峰與波谷差）。
[0027] 圖5是無擾動ro控制的正反饋補償系統響應曲線，根據低通濾波器公式設計本試 驗中的濾波器若τ變小，則截止頻率將拓寬，補償的帶寬將增大，補償效 果更精確，但同時會造成系統的不穩定，所以根據經驗選取τ =0. 1。另一個參數N標志著 濾波器的截止速度，濾波器在設計時都希望它能實現銳截止，同時帶來運算復雜度增加的 問題，不易于實現，故選擇N = 2。則得到低通濾波器為η⑴= 1〇0 ，將其代入正反 λ ' + 20.V + 100 饋信號補償器進行試驗，可以看出系統穩態值由33rad/min變為了 35rad/min，靜差減小。
[0028] 圖6a是含擾動控制的正反饋系統響應曲線，產生的擾動明顯減小，通過局部 放大圖6b，可以看出擾動值由lrad/min減小到了 0. 5rad/min，抗擾動能力明顯增強，提高 了 50%〇
【主權項】
1. 一種基于ro控制的正反饋補償方法，其特征在于：采用低通濾波器設置輸入輸出誤 差信號的截止頻段，濾除系統中的高頻噪聲，然后采用正反饋對低頻信號進行了放大，通過 正反饋補償電機兩端的電壓，然后運用ro控制器對機械系統進行閉環控制，該方法包括如 下具體步驟， si.1對系統采用ro控制，輸入速度曲線信號Xi(t)，驅動系統運動，運用編碼器采集輸 出軸速度曲線Xt5U); SI. 2輸入信號與輸出信號的差值，即誤差信號e進入正反饋信號補償器，輸出信號為V (s)，V (s)與誤差信號e疊加后進入ro控制器； 51. 3運用從ro控制器輸出的信號對機械系統進行控制。
2. 根據權利要求1所述的正反饋補償器，其特征在子： S2.1誤差信號e進入低通濾波器W(S)，從濾波器輸出信號V(S); 52. 2輸出信號V(s) -方面與誤差信號e疊加進入控制器，一方面正反饋到低通濾 波器W(s)前的誤差信號e上。
3.根據權利要求2所述的低通濾波器，其特征在子：
【專利摘要】本發明涉及一種基于PD控制的正反饋補償方法，屬于印刷機械的周期性沖擊擾動抑制控制方法技術領域；針對印刷機印刷過程中印版間縫隙在對接時產生的周期性沖擊擾動問題，本發明提出的控制方法對機械系統進行PD閉環控制，在輸入輸出誤差信號與PD控制器之間并聯正反饋信號補償器，對誤差信號中的高頻進行濾波的同時對低頻信號放大。該方法在消除系統靜差的同時大幅抑制系統的沖擊擾動，且簡單易于實現，具有一定的工程應用價值。
【IPC分類】B41F33-16, G05B13-04
【公開號】CN104626743
【申請號】CN201410747913
【發明人】蔡力鋼, 許博, 楊建武, 張森
【申請人】北京工業大學
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年12月9日