柔性薄膜涂敷裝置運動控制系統(tǒng)研究與設計.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，隨著新技術和新工藝的發(fā)展，柔性材料的卷取控制在半導體制造、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子交換膜上，由于質子交換膜是柔性薄膜，對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動控制裝置中，采用永磁同步電機作為驅動裝置。機電系統(tǒng)的間隙特性和柔性材料

2、的形變特性等因素所構成的非線性特性，使得對事先標記好的柔性材料進行定位卷取的動態(tài)控制難度增加。
　　 本文針對柔性材料的卷取位置控制問題，研究獲得快速和準確控制方法。由于薄膜是柔性材料，傳統(tǒng)的對剛性材料的控制方法并不完全適用于本系統(tǒng)。在對包含伺服電機和柔性薄膜的收放卷系統(tǒng)進行了詳細的動力學分析的基礎上，得到各環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)。針對系統(tǒng)柔性薄膜材料的非線性特性，設計模糊PID智能控制算法設計位置調節(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控制算法對控制系統(tǒng)穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)精度和動態(tài)快速響應的影響。通過仿真結果，表明建立柔性形變模型和采用模糊控制算法的意義。
　　 然后，對薄膜位置控制系統(tǒng)的硬件設計作了詳細論述。系統(tǒng)以TI公司的TMS320F2812芯片為控制核心，設計了控制器的硬件電路部分；給出了轉子位置，三相繞組相電流，速度和負載位置等檢測電路;并以SANYO公司的RS1A10AA

4、伺服驅動器，設計了交流永磁同步電機的驅動電路。
　　 最后，對薄膜位置控制系統(tǒng)的軟件設計作了詳細論述。在系統(tǒng)軟件設計中，主要包括：初始化程序、檢測子程序、ADC中斷服務子程序，調節(jié)控制程序，驅動控制程序，網(wǎng)絡通訊程序等。主要實現(xiàn)了系統(tǒng)的位置、速度、電流的檢測以及閉環(huán)控制等功能。
　　 間隙和形變補償是本文討論的重點，但由于時間所限，只進行了初步探討。本文的完成，對薄膜同步位置控制系統(tǒng)的建模，仿真及傳動機械間隙，柔性材料形