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研究生:翁健評
研究生(外文):Jian-Ping Weng
論文名稱:膠膜機械製程張力控制之研究
論文名稱(外文):Tension Control for Web-fed Machine
指導教授:陳介力陳介力引用關係
指導教授(外文):Chieh-Li Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:航空太空工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1999
畢業學年度:87
語文別:中文
論文頁數:79
中文關鍵詞:張力控制順滑控制膠膜機速度控制
外文關鍵詞:Tension controlSliding Mode controlWeb-fed machineVelocity control
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摘 要
題 目: 膠膜機械製程張力控制之研究
研 究 生: 翁健評
指導教授: 陳介力 博士
張力控制系統已普遍地被運用在日常生活以及業界,例如,錄放影機、倒帶機、收錄音機、電影院裡的放映機、紡織、染整、膠帶的製程…等等。這類系統中,張力與速度反應出整個系統的優劣,過小的張力使得被捲取的材質下垂鬆垮;過大的張力又會使得材質過度的拉伸,形成永久變形或斷裂。捲取速度過慢影響效率,增加捲取速度卻容易使得張力呈現較大的震盪,不易控制。在本論文中,將針對自行設計的模擬膠帶捲收過程的機械裝置做建模的工作,並使用順滑控制(SMC)控制傳輸的速度以及張力,利用其固有的強健特性,期能容忍更多系統的不確定性及外擾,使得操作的範圍能夠更具彈性,控制效果與穩定性也因此而改善,進而使得膠帶的加工生產速度以及品質同時都獲得提昇。
Abstract
Subject: Tension Control for Web-fed Machine
Student: Jian-Ping Weng
Advisor: Chieh-Li Chen
Tension control systems are commonly used in our daily life and business, such as VHS, tape rewinder, recorder, tape-making procedure, etc. In these systems, it is clear that the quality of products and the performance of systems are determined by tension and velocity control of the moving web. Too small tension in the winding process will make the web flagging. Oppositely, too large tension will make the web overreach, leading to permanent distortion. Besides, the slow winding rate will make efficiency down and the fast winding rate will amplify the vibration amplitude of moving web so that it will be hard to control.
In this paper, the web-fed machine modeling and control are presented. SMC (Sliding Mode Control) method is employed to control the tension and velocity of the moving web. The robustness of SMC method can be suitable for more uncertainties and external disturbances. It makes the operation range more flexible, and upgrades the system performance and the system stability. Further, it improves the manufacture efficiency and the product quality of the web-fed machine.
目 錄
摘要I
AbstractII
致謝III
目錄IV
表目錄VII
圖目錄VIII
符號說明XIII
第一章 簡介1
1.1 文獻回顧1
1.2 研究目的與論文架構2
第二章 問題的描述與系統模型的建立4
2.1 膠帶加工系統簡介4
2.2 膠膜的張力與速度的關係6
2.3 馬達與膠膜張力的關係9
2.4 循環式膠膜張力及傳輸速度的控制10
2.5 膠膜的卸捲以及捲收過程中張力及速度的控制12
第三章 控制器的設計與運用15
3.1 順滑控制15
3.2 循環式膠膜張力及傳輸速度的SMC控制18
3.2-1 傳輸速度的控制18
3.2-2 張力的控制19
3.3 卸-收式膠膜張力與速度的SMC控制21
3.3-1 傳輸速度的控制21
3.3-2 膠膜張力的控制21
3.3-3 膠膜張力的控制22
3.4 PID控制器的選用24
第四章 系統數值模擬26
4.1 順滑控制參數的預估27
4.2 數值模擬結果31
4.2-1 開迴路控制…31
4.2-2 循環式膠膜張力及速度的控制 (使用SMC)33
4.2-3 循環式膠膜張力及速度的控制 (使用PID)35
4.2-4 卸-收式膠膜張力及速度的控制 (使用SMC)38
4.2-5 卸-收式膠膜張力及速度的控制 (使用PID)43
4.3 外擾所造成的影響48
第五章 實作結果分析51
5.1 實驗裝置51
5.1-1 膠膜機與馬達52
5.1-2 張力檢測器52
5.1-3 直流伺服馬達驅動器54
5.2 實驗結果與分析58
5.2-1 開迴路的控制58
5.2-2 循環式膠膜張力及速度的控制 (使用SMC)60
5.2-3 循環式膠膜張力及速度的控制 (使用PID)62
5.2-4 卸-收式膠膜張力及速度的控制 (使用SMC)65
5.2-5 卸-收式膠膜張力及速度的控制 (使用PID)69
5.3 實驗結果分析74
第六章 結論76
6.1 結論76
6.2 未來研究方向76
參考文獻78
參 考 文 獻
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