[发明专利]一种无轴凹版印刷机横向套准控制方法

权利要求书

1.一种无轴凹版印刷机横向套准控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：根据无轴多色凹版印刷机的印刷原理与物理规律，建立无轴多色凹版印刷机横向套准系统的非线性模型；

步骤2：采用摄动法和微元法对所述非线性模型进行线性化，推导出无轴多色凹版印刷机横向套准系统的线性模型；

步骤3：根据所述线性模型，设计基于前馈控制和自抗扰控制ADRC的多色横向套准系统的解耦控制方法；

其中，前馈控制用来补偿张力和印刷筒角速度的变化或扰动所带来的套准误差，而自抗扰控制包括跟踪微分器、扩展状态观测器、非线性状态误差反馈控制律；跟踪微分器用来安排过渡过程，并输出跟踪系统的参考输入；扩展状态观测器是自抗扰控制的核心，用来实现对输出变量的跟踪和对动态耦合、未知模型及外部干扰的估计；非线性状态误差反馈控制律是控制法则，用来实现对误差及微分误差合理组合，并和反馈一起主动补偿系统的动态耦合、未知模型及外部干扰。

2.如权利要求1所述的一种无轴凹版印刷机横向套准控制方法，其特征在于：无轴凹版印刷机的套准误差直接反映了套准精度，包括两种：沿印刷运行方向的横向套准误差和与印刷运行方向相垂直的纵向套准误差，由于纸张的纵向抖动非常小，所以忽略纵向方向的套准误差。

3.如权利要求2所述的一种无轴凹版印刷机横向套准控制方法，其特征在于：所述横向套准误差定义为两个相邻的印刷辊之间的距离差，即上游印刷辊与后一个印刷辊上的印刷图案之间的距离差；为了消除不必要的干扰，步骤1中简化数学模型，假设如下：

1)在纸张材料和滚筒之间没有滑动，且纸张与环境之间不会发生质量转移；

2)纸张材料性质不随温湿度的变化而变化；

3)在未拉伸状态下，纸张横截面不变且密度和弹性模量不变；

4)在印刷过程中，张力小于设定阈值且保持恒定；

5)在建模开始前，印刷系统处于稳定状态。

4.如权利要求3所述的一种无轴凹版印刷机横向套准控制方法，其特征在于：所述步骤1中的非线性模型如下：

其中：A为纸张材料的横截面积，E为材料的弹性模量，e_i(i+1)为第i个印刷辊和第i+1个印刷辊之间的套准误差，i为大于等于1的正整数，t为时间，R_i是第i个印刷辊的半径，R_i+1是第i+1个印刷辊的半径；ω_i为第i个印刷辊的角速度，ω_i+1为第i+1个印刷辊的角速度；T_i(t)是第i个印刷辊到第i+1个印刷辊之间纸张的张力，T_i-1是第i-1个印刷辊到第i个印刷辊之间纸张的张力；t_Ti是第i个印刷辊和第i+1个印刷辊之间的传输时间，有：

其中，L_i是第i个印刷辊和第i+1个印刷辊之间的长度，ω^*是ω_i的稳态值；

假设相邻印刷单元的距离相同，并且所有印刷辊的半径大小相同，在多色系统下则可以得到：

其中，n为正整数，R_n表示第n个印刷辊的半径，L_n表示第n个印刷辊和第n+1个印刷辊之间的长度，t_Tn表示第n个印刷辊和第n+1个印刷辊之间的传输时间，R为所有印刷辊的半径的值，L为所有相邻印刷辊的长度值，t_T为所有相邻印刷辊之间的传输时间值；

根据式(1)和(3)，式(1)可以被化简为：

式(4)即为简化的非线性模型。