高频雕刻装置驱动电源设计与控制策略研究

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近年来,随着对印刷产品的需求越来越大,提升印刷质量的需求也与日俱增。凹版印刷作为印刷技术的一种,大多采用电子雕刻技术来制版印刷。电子雕刻技术采用雕刻头振动雕刻印版产生网穴的技术方式。电子雕刻方式的驱动电源通常采用功率放大器或变频电源。然而在实际应用中,由于驱动电源开环输出且与雕刻头参数不匹配等因素,导致雕刻头输出振幅不稳定,这直接影响雕刻过程,从而影响雕刻质量。为解决这一实际问题,本文结合雕刻头结构和振幅控制需求,从硬件和软件两方面设计一款符合雕刻头输出特性并能够控制电流的驱动电源,提高雕刻头装置输出振幅的稳定性。  本文针对雕刻头结构和其等效磁路,指出了电流与电磁吸力的关系。并根据此关系,结合实际雕刻头的阻抗特性,得出了所需要设计的雕刻头驱动电源的输出参数。基于该性能指标设计了包括功率电路和数字电路模块的硬件电路,实现了变频变压的功能。  本文结合电路结构,采用模糊PID自适应算法实现对输出交变电流的控制。根据设计电路的阶跃响应变化规律,设计了模糊PID自适应算法参数,提高了该电源的输出特性,解决了电源输出超调过大的问题。并且本文基于前级升压电路结构设计了单闭环PID的电压调节,增加了后级电路的输入电压范围,同时为后级电路提供了缓冲作用,提升了驱动电源输出的稳定性。  然后使用Matlab软件仿真和分析所设计电路硬件结构和算法,验证电源设计合理性与可行性。然后研制了雕刻头装置驱动电源样机,并以制作的驱动电源为核心搭建了实验平台,测试了电流控制对输出振幅稳定性和动态性的影响,最后进行加工实验测试并验证该驱动电源设计能够提高雕刻质量.。
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