一种电子轴凹印机的全解耦套印控制方法、电子轴凹印机

本技术涉及印刷控制，尤其是一种电子轴凹印机的全解耦套印控制方法、电子轴凹印机。

背景技术：

1、在电子轴凹印机印刷过程中，需印制的复杂图案被分解为若干简单图案分别刻制在印刷版辊上，进行印刷时，承印材料通过进料部分依序通过各印刷单元，各印刷单元将相应的简单图案印制在承印材料上，最后得到复杂的印制图案。在印刷过程中存在各单元间相应印刷图案的准确定位问题，也就是套色误差的问题。套色的准确性对产品质量的影响至关重要，因此，当印刷过程中存在印刷图案间相对位置出现偏差时，需采用精确的数学模型和控制方法减小或者消除这种位置偏差即套色误差。鉴于套色精度对产品质量的影响，快速减小或者消除套色误差的数学模型和控制方法变得尤为重要。

2、套色控制是一个十分复杂的技术问题，对于不同的印刷方式，套色控制的方法也不径相同，传统的套色控制方法是基于系统数学模型的前馈解耦模糊pd控制，但受限于高阶方程的离散化处理，因此不能对系统进行完全解耦控制。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供一种电子轴凹印机的全解耦套印控制方法、电子轴凹印机，以解决加速印刷过程中响应速度慢和套色精度不高的问题。

2、本技术的一方面提供了一种电子轴凹印机的全解耦套印控制方法，所述电子轴凹印机包括两个以上印刷版辊，每个所述印刷版辊均安装有套色控制系统，每个印刷版辊对应设置有一个印刷控制单元，一个印刷版辊对应一个色组，连续的印刷版辊之间分布有多个导向辊，所述方法包括：

3、在加速印刷过程中，当承印材料依序经过所述电子轴凹印机的各个所述印刷控制单元进行对应所述印刷版辊的色组印刷时，利用色组i对应的所述套色控制系统判断色组i和色组1之间是否存在套色误差；色组i为色组1之后的色组；

4、若存在套色误差，则利用色组i对应的所述套色控制系统计算出色组i和色组1的套色误差值，并在预设的套色精度下获得控制计算式；

5、获取色组i之前每个色组的线速度，并结合所述控制计算式、所述套色误差值以及所述色组i之前每个色组的线速度，计算得到色组1以所述电子轴凹印机加速速度作为参照值的印刷版辊线速度变化量的积分；

6、将所述印刷版辊线速度变化量的积分以控制指令的方式发送到所述电子轴凹印机的伺服电机，以供所述伺服电机根据所述控制指令调整色组i印刷版辊的线速度，直至消除色组i与色组1的套色误差。

7、可选地，所述套色控制系统包括传感装置和控制器；

8、所述若存在套色误差，则利用色组i对应的所述套色控制系统计算出色组i和色组1的套色误差值，并在预设的套色精度下获得控制计算式，包括：

9、若存在套色误差，则利用色组i对应的所述传感装置计算出色组i和色组1的套色误差值，并利用所述传感装置将所述套色误差值发送到对应的所述控制器；

10、在预设的套色精度下，通过所述控制器获得控制计算式。

11、可选地，所述在预设的套色精度下，通过所述控制器获得控制计算式，包括：

12、在预设的套色精度下，通过所述控制器利用预设的数学模型进行递推迭代分析方法获得控制计算式；

13、所述预设的数学模型为所述套色误差值和所述印刷版辊角速度变化量的数学模型，所述预设的数学模型的表达式为：

14、

15、其中，ei(t)为在t时刻色组i印刷光标与色组1印刷光标之间的套色误差值，δti(t)为第i+1个导向辊与第i+1个印刷版辊之间的材料张力的变化量，ω*为电子轴凹印机的同步角速度，k表示印刷材料的拉伸系数，t*为印刷材料在平衡拉伸状态下的材料张力，li是各色组间的材料长度，δωi(t)为色组i印刷版辊的角速度的变化量。

16、可选地，所述获取色组i之前每个色组的线速度，包括：

17、通过线速度学习算法获取色组i之前每个色组的线速度；

18、所述线速度学习算法为：

19、

20、其中，x(t)是所述套色控制系统的实际闭环输出，xm(t)是所述套色控制系统的理论闭环输出，e(t)是x(t)和xm(t)之间的差值，α(t)、β(t)分别是所述线速度学习算法中的自适应律，λ1、λ2分别是不同的正常数，是学习控制量。

21、可选地，所述结合所述控制计算式、所述套色误差值以及所述色组i之前每个色组的线速度，计算得到色组1以所述电子轴凹印机加速速度作为参照值的印刷版辊线速度变化量的积分，包括：

22、对所述预设的数学模型进行拉氏变化并递推迭代，得到第一模型，所述第一模型如下：

23、

24、其中，

25、

26、ei(s)表示色组i相对于色组1的误差；δωi(s)表示色组i的角速度的变化量，作为第色组i的控制量；gi(s)表示色组i的误差与对应所述控制量的传递函数；gij(s)表示色组j的控制量对于色组i误差影响的传递函数；v*表示稳速状态下所有印刷版辊的印刷速度，lk代表的是色组i与色组i+1单元的穿料长度；

27、对所述第一模型进行前馈完全解耦，得到第二模型，所述第二模型如下：

28、

29、e(s)＝[ei(s),ei-1(s),...,e2(s)]t，u(s)＝[ui(s),ui-1(s),...,u2(s)]t；

30、其中e(s)表示误差是一个列向量，ei(s)是e(s)的分量，表示色组i相对于色组1的误差，u(s)表示的控制量是一个向量，ui(s)是色组i的控制量为线速度的积分，其中r表示印刷版辊周长的半径，δωi(s)表示色组i的角速度变化量；

31、基于所述第二模型计算各个色组的线速度，计算表达式如下：

32、uil(t)＝αi(t)∫uifdpd(t)dt+βi(t)xi(t)

33、其中uil(t)为色组i基于所述第二模型学习到的线速度，αi(t)，βi(t)为色组i的学习自适应率，xi(t)色组i的闭环输出，uifdpd(t)为色组i经由pd控制的控制量。

34、本技术的另一方面还提供了一种电子轴凹印机，所述电子轴凹印机包括两个以上印刷版辊，每个所述印刷版辊均安装有套色控制系统，每个印刷版辊对应设置有一个印刷控制单元，一个印刷版辊对应一个色组，连续的印刷版辊之间分布有多个导向辊；

35、所述套色控制系统用于执行上述的一种电子轴凹印机的全解耦套印控制方法。

36、可选地，所述套色控制系统包括传感装置和控制器；

37、所述传感装置，用于利用色组i对应的所述套色控制系统判断色组i和色组1之间是否存在套色误差；

38、所述控制器，用于若存在套色误差，则利用色组i对应的所述套色控制系统计算出色组i和色组1的套色误差值，并在预设的套色精度下获得控制计算式；获取色组i之前每个色组的线速度，并结合所述控制计算式、所述套色误差值以及所述色组i之前每个色组的线速度，计算得到色组1以所述电子轴凹印机加速速度作为参照值的印刷版辊线速度变化量的积分；将所述印刷版辊线速度变化量的积分以控制指令的方式发送到所述电子轴凹印机的伺服电机，以供所述伺服电机根据所述控制指令调整色组i印刷版辊的线速度，直至消除色组i与色组1的套色误差。

39、可选地，所述传感装置为光电眼，各个所述印刷版辊的半径相同，各个所述色组之间的穿料长度相同，所述导向辊在相邻的两个印刷版辊之间呈均匀分布，相邻的两个印刷版辊之间的多个导向辊作为一个组合导向辊。

40、本技术的另一方面还提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器；

41、所述存储器用于存储程序；

42、所述处理器执行所述程序实现所述的方法。

43、本技术的另一方面还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行实现所述的方法。

44、本技术还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。电子设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该电子设备执行上述的方法。

45、本技术提供了一种电子轴凹印机的全解耦套印控制方法，其根据后续色组与第一色组之间是否存在套色误差，从而相应的调整色组印刷版辊的角速度以消除套色误差。该方法有效消除了前序印刷版辊的扰动对后续印刷版辊误差的耦合影响，提高了印刷响应速度和套色精度。本技术提供的一种电子轴凹印机的全解耦套印控制方法，是基于稳速模型的基础上通过自适应去学习控制，不需要辨识加速参数，而直接用稳速模型应用到加速过程则会导致整体的套印精度变差。本技术通过自适应学习控制算法把加速部分的扰动消除，不仅理论上确保了加速阶段套印误差为0，而且响应速度快、可以有效地消除整个系统的色差，提高套色精度，非常适合在电子轴凹印机加速印刷过程中广泛使用。