减振复合钢板连续化生产控制系统开发与研究

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减振复合钢板是一种新型的减振材料,它以其优异的减振降噪性能在汽车、发动机、建筑、音箱上的应用收到了很好的减振效果。由于这种新型的减振复合钢板的需求量不断增加,高产量的生产设备的研制和性能优良的减振复合钢板的研究将成为科学研究的趋势。目前,我国已有部分学者进行减振复合钢板的性能研究,但对于减振复合钢板生产设备及技术的研究处于起步阶段。特别是对能够连续化生产高品质复合钢板的设备的研究几乎处于空白。   本课题提出了一种可以连续化生产减振复合钢板的生产设备的系统控制方案,解决了复合钢板生产过程无法连续、大批量生产的难题,并可提高复合钢板产品的质量。该控制方案主要包括树脂材料加热的恒温控制、复合钢板压制时的厚度控制及钢板卷取时的张力控制。采用PC机一单片机主从式控制结构,由一台PC机负责控制算法运算和系统监控;三台单片机主要负责各个控制环节的数据的采集、上传,接收、执行PC机发来的控制指令。   本文重点介绍了树脂加热恒温控制系统的工作原理和工作特点,完成温度控制系统的单片机及外围电路设计、制板和调试;控制系统的上位机监控软件代码已经完成调试,包括控制算法模块,数据显示模块,数据存储模块,手/自动控制模块等。提出PID控制、模糊控制、模糊PID控制三种温度控制算法,选择模糊PID为温度控制系统的核心控制算法。最后,本文对张力控制系统及厚度控制系统的原理及控制方法进行了详细阐述。   利用MATLAB数学计算仿真软件,对三种温度控制算法进行仿真,分别建立这三种温度控制方案的模型,得出各模型的阶跃响应曲线,通过对比分析,选择模糊PID为系统最佳算法。以此为依据设计出恒温控制器的控制效果将会更好。   通过对调试完成的恒温控制系统包括,主机,单片机及外围电路、监控软件、单片机程序进行实验,验证了温度控制器设计方案的正确性。
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