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研究生:廖啟瑞
研究生(外文):Chi-Ruei Liau
論文名稱:捲輪式薄膜滾輪間之張力控制系統研究
論文名稱(外文):On the Study of Tension Control System for Roll to Roll Device
指導教授:徐孟輝
指導教授(外文):Meng-Hui Hsu
學位類別:碩士
校院名稱:崑山科技大學
系所名稱:機械工程研究所
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:2011
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:72
中文關鍵詞:捲輪式薄膜輸送設備張力控制
外文關鍵詞:Roll-to-Roll devicesTension Control
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捲輪式薄膜輸送設備指的是有捲取和捲出製程裝置,廣泛地應用於印刷機、印表機捲紙、半導體製程等產業。捲輪式薄膜輸送設備在運作時必須有精密的檢測與製程張力控制裝置,來控制產品於製程過程中,免於薄膜受到拉扯、擠壓或扭轉。如此才能確保製程的穩定度以獲得優良產品品質來達到最高效益。
本研究目的在於探討應用類輸送設備製程的張力控制數學模式與控制器設計。首先探討張力控制應用場合及相關數學模式,接著針對具有兩捲輪的捲輪式薄膜輸送裝置,建立張力控制機構的理論數學模式,並利用Matlab工具與實驗來模擬與驗證理論的可行性。


Tension control can be used on Roll-to-Roll Apparatus that extensively applied to printing machines, printer rolls, and semiconductor process occasions. The precision detection and tension control devices can help the Roll-to-Roll devices to prevent the film from being pulled, squeezed, or twisted. This is to ensure the stability of the manufacture process to obtain good quality of products.
The purpose of this work is to derive the mathematical model of tension control system for Roll-to-Roll devices with two wheels. Firstly, we investigate the studies the researches of tension control. Secondly, we establish the dynamic equations of tension control for Roll-to-Roll apparatus. Finally, we use Matlab tool to simulate a Roll-to-Roll apparatus on the dynamic characteristics. The results show the proposed method of this work is feasible.


摘 要 I
ABSTRACT II
致謝 III
圖目錄 VII
表目錄 X
符 號 說 明 XI
第一章 前言 1
1-1 研究動機 2
1-2 研究範圍 5
1-3 研究目的 5
1-4 研究架構 5
第二章 文獻討論 6
2-1 張力控制系統分類[11] 6
2-2 Matlab/Simulink[14] 8
2-3 張力控制文獻 8
2-4 定張力控制系統介紹[25] 21
2-4-1 直接法張力系統[25] 22
2-4-2 間接法張力系統[25] 23
2-4-3 估測法張力系統[25] 23
2-5 小結 23
第三章 張力控制系統介紹 24
3-1 張力控制器與張力檢測器介紹 24
3-1-1 張力控制器原理簡介[30] 24
3-1-2 張力控制器簡介[25] 24
3-1-3 張力檢測器原理簡介[25] 25
3-1-4 張力檢測器簡介[30] 27
3-2 PID控制理論 28
3-2-1 PID控制的特色[33] 28
3-2-2 PID控制之基本型式[33] 29
3-2-3 PID控制器(PID調整器)[33] 32
3-2-4 PID參數調整方法[25] 33
3-3 可程式控制器 34
3-3-1 可程式控制器簡介[49] 34
3-3-2 可程式控制器原理[50] 34
3-3-3 可程式控制器架構[49] 35
3-3-4 可程式控制器運作[49] 36
3-3-5 可程式控制器優點與應用[49] 38
第四章 張力控制相關數學模式 39
4-1 張力變動之因素[25] 39
4-2 捲軸即時捲徑的估測[2] 41
4-3 捲軸與馬達轉矩估測[2] 42
4-4 捲輪捲徑之實際值估算或量測模式[2] 43
4-5 小結 44
第五章 捲輪式滾輪裝置設備機台數學模式 45
5-1 數學式假設條件 45
5-2 滾輪間之薄膜材料動力特性 45
5-3 捲出端滾輪特性[51] 48
5-4 舞動輪區段動力特性分析 50
5-5 捲輪式滾輪裝置傳送設備系統動力分析 55
5-6 系統判別模擬流程圖 56
5-7 系統動態方程式 57
5-8 小結 58
第六章 系統判別模擬 59
6-1 Runge-kutta法求解非線性動態方程式 59
6-2 Curve Fitting求解近似方程式 64
6-3 MATLAB/Simulink之模擬 65
6-4 小結 66
第七章 結果與建議 67
7-1 結論 67
7-2 建議 67



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