[01082397]多轴同步联动轻工机械的智能控制系统

多轴同步联动轻工机械系统为强耦合的非线性系统，凹版印刷等系统是其中的典型代表；系统的张力和位置对准控制是其性能指标的关键，也是技术的难点所在。采用电子轴传动技术由于各个转动轴的机械磨损不同，且彼此间存在强张力耦合，导致定位精度不高，严重影响了生产质量。因此，急需寻设计一种解决多轴同步联动系统张力、伺服驱动和位置一体化控制的有效方法。该项目技术要点如下：(1)多轴同步联动控制系统采用IPC+运动控制卡模块化架构，具有模块化、开放性特点，针对凹版印刷、玻璃加工机械、雕刻机械、绣花等不同的多轴同步联动轻工机械受控对象可灵活组建专用控制系统。(2)研发了适应多总线系统控制的专用接口，实现了远程监控和维护功能。(3)结合Smith预估对时滞系统的预测补偿功能和Fuzzy-PID参数自调整、强鲁棒性、易于工程实现等特点，设计了单轴位置精确定位的Smith-Fuzzy-PID控制策略。(4)针对多轴间张力的强耦合对位置对准的负面影响，提出了一种实时的模糊前馈解耦控制策略，独创了张力、伺服驱动和套色协同一体化的集成控制技术。华中科技大学坚持研发并转化生产紧密结合的发展路线。研究的多轴同步联动系统的智能控制技术率先由武汉华茂工业自动化有限公司和武汉华中数控股份有限公司实现产业化。针对不同轻工机械配套控制系统，包括凹版印刷系统和玻璃加工设备控制系统等等。以上产品远销海内外，与西安航天华阳、蒂华机械制造、德国X-LABELEKPRINTGMBH公司、日本大三印刷公司等多家公司的轻工机械设备配套使用。以上控制系统，华茂年销售额达800套，年产值近6000万；华中数控年销售额为980套，年产值近8000万。国内许多厂商引进了课题组的控制系统后，系统稳定性好，替代了昂贵的进口控制系统。对9家应用用户调查统计表明，控制系统的成功应用为这些公司每年增加经济效益高达10亿人民币。