印刷机纸张张力测控系统的设计

印刷机纸张张力测控系统的设计

摘 要

在现代印刷行业中，纸张张力控制是极其重要的一环，良好的张力控制能够确保产品质量，提高生产效率。本设计具体针对在印刷机的纸张印刷过程中收卷张力检测与控制。

本设计主要设计在线测控技术，研制了张力智能测控系统在印刷机纸张上的应用。设计的主要内容分为三部分。第一部分为测控系统中的检测部分，在这部分里，介绍了传感器检测纸张的张力，通过光耦合隔离放大，把检测到的张力信号进行转换。第二部分为测控系统中的控制部分，重点介绍了测控系统中的单片机及驱动执行机构。第三部分为PID控制算法，先介绍了传统算法，并对传统算法进行了改进，最后设计了模糊PID算法在纸张张力控制中的应用。

设计主要是以高性能单片微型计算机AduC824为主控单元，结合必要的外围设备和磁粉制动器，将从张力传感器采集输入的信号进行处理，通过与给定值进行比较，实时调整控制信号，通过放大环节来控制执行机构，最终达到控制纸张张力的目的。

单片机控制系统的可靠性设计是非常重要的。最后分析了测控系统中的干扰信号的类型和来源。分别从软件、硬件的可靠性设计的角度出发，设计了多种抗干扰技术。

关键词 张力测控技术 传感器 单片机 驱动执行机构 PID算法 可靠性设计

目  录

摘 要 I

Abstract II

目录 III

第一章 绪论 1

1.1概述 1

1.2 在线测控技术的发展及应用 3

1.3 在线测控技术在纸张张力测控系统的应用分析 3

1.4 设计主要内容 4

1.5 本章小结 5

第二章 张力测控系统设计 6

2.1 纸张张力控制的原理 6

2.2 张力测控系统的组成 9

2.3 张力测控系统中的检测系统的设计 10

2.3.1 张力检测传感器 10

2.3.2 光耦合隔离放大器 11

2.4 张力测控系统中的单片机选择 13

2.4.1 单片机功能特点 13

2.4.2 单片机系统原理电路图 15

2.4.3 单片机上电复位电路及电源监视器 16

2.5 张力测控系统中的驱动执行机构 16

2.5.1 磁粉制动器的工作原理 16

2.5.2 磁粉制动器的特性 17

2.5.3 驱动器的选择 18

2.6 本章小结 19

第三章PID算法 20

3.1 PID控制算法 20

3.1.1 标准的PID算法 20

3.1.2 PID 控制算法的改进 21

3.2 模糊PID控制算法 22

3.2.1 模糊PID控制器的设计 22

3.3 本章小结 25

第4章  控制系统的抗干扰技术 26

4.1 单片机干扰的来源、类型 26

4.2 单片机控制系统抗干扰的技术 27

4.2.1 主要的软件抗干扰技术 27

4.2.2 主要的硬件抗干扰技术 28

4.3 本章小结 29

第五章 总结 30

致谢 31

参考文献 32