凹版印刷机由于传动和对版的需要,对张力的控制具有很高的要求,尤其是高速机种,张力控制精度要求在几牛顿之内(印刷机的张力在几十牛顿到几百牛顿之间).纵观国外进口的先进印刷机,几乎无一例外地采用了变频器张力控制系统,这种控制方式的特点是:运行可靠、机械磨损小、控制精度高,适用于高速多套色凹版印刷机,一般采用矢量型变频器实现凹版印刷机四段张力控制.1999年东北大学罗克韦尔实验室与陕西印刷机械厂合作,成功开发了国内第一套凹版印刷机的变频张力控制系统,2003年又成功开发了国内第一套复合机的变频张力控制系统,该系统的张力控制精度比凹版印刷机高.在开发工程的基础上,东北大学罗克韦尔实验室还投入研究生进行理论研究工作[1],该文就是基于这种背景,以凹版印刷机为原型,继续凹版印刷机的理论研究工作.该文以凹版印刷机为背景,对凹版印刷机张力控制问题进行了深入研究.推导了摆辊检测系统模型、变频器交流异步电动机传动模型;完善了收放料装置的动力学模型、张力模型、收料张力控制模型.在数学模型的基础上,开发了系统仿真应用软件,建立了凹版印刷机的仿真环境.首先采用普通的PID控制器算法为控制策略,来验证模型的合理性,进而总结凹版印刷机的控制特点.一是卷径越大,转动惯量越大,系统振荡倾向增强;二是承印物的物理特性,如弹性模量和密度,都会对控制性能产生很大的影响.由于凹版印刷机是一个复杂的控制对象,尤其在收放料过程中,收放料装置的动态特性发生很大的变化,采用普通的PID控制器很难保证印刷过程的动态性能,很难保障在各种使用状态下的动态特性稳定,需要采用适应性更强的控制方法.基于以上原因,该文提出模糊自调整PID控制算法作为凹版印刷机的张力控制策略,在PID初始参数的确定上提出了一个自适应因子,能根据收放料卷径的大小,来改变模糊自调整PID控制器的PID初始值,进而优化控制效果.仿真结果表明,该文所提出的凹版印刷机张力自调整模糊PID控制策略比常规的PID控制策略控制效果好,适应性强.