液滴噴射發(fā)生器理論及其在大字符噴碼中的應(yīng)用研究.pdf

1、液滴噴射技術(shù)的應(yīng)用始于噴墨打印領(lǐng)域，隨后擴展到包裝、化工等工業(yè)領(lǐng)域，甚至延伸到快速成型、微機械、光電器件制造以及材料科學(xué)領(lǐng)域。但對應(yīng)用于大字符噴碼這種大流量、高頻響的液滴噴射發(fā)生器的研究還不系統(tǒng)。本文正是在浙江大學(xué)精益機電技術(shù)工程有限公司“大字符高速點陣式噴碼系統(tǒng)研發(fā)”項目的支持下，結(jié)合天津鋼管集團有限公司的實際需求對液滴噴射發(fā)生器的理論、設(shè)計方法以及在大字符噴碼中的應(yīng)用進行研究。主要內(nèi)容如下:
　　第1章，以鋼鐵行業(yè)為主要應(yīng)用背

2、景結(jié)合噴碼技術(shù)的發(fā)展和不足闡述了課題研究的意義;通過對液滴噴射發(fā)生器分類及研究現(xiàn)狀分析，證明了研發(fā)該類產(chǎn)品的重要性和必要性，提出了研發(fā)適用于大字符噴碼系統(tǒng)的液滴噴射發(fā)生器的思路，并簡介相關(guān)理論;陳述了課題來源和主要研究內(nèi)容。
　　第2章，在研究液滴噴射發(fā)生器的結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，對液滴沖擊固體表面形成噴點的過程進行了系統(tǒng)分析;建立了液滴噴射控制閥的數(shù)學(xué)模型，并對液滴噴射控制閥的特性進行了研究;通過建立液滴噴射控制閥的熱力學(xué)模型

3、，分析線圈表面溫度的變化規(guī)律，為液滴噴射發(fā)生器的設(shè)計和控制提供理論支持。
　　第3章，以大字符噴碼系統(tǒng)的性能要求為依據(jù)，對其系統(tǒng)構(gòu)成以及工作原理進行分析，系統(tǒng)論述了點陣式字符成形的原理和過程，設(shè)計了字庫編碼方案，提出了字型調(diào)整以及誤差補償?shù)姆椒?以鋼管自動化生產(chǎn)線為應(yīng)用背景，對液滴噴射控制閥進行參數(shù)計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計。
　　第4章，在分析滑模變結(jié)構(gòu)控制原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計了液滴噴射控制閥的滑模觀測器，對液滴噴射控制閥系統(tǒng)中的位移以

4、及速度等參數(shù)進行觀測;并以此為基礎(chǔ)，進一步提出了基于滑模觀測器的無傳感器控制策略，在不增加傳感器的前提下，使閥芯位移跟蹤預(yù)先設(shè)計的理想曲線，達到減少碰撞，消除振動的目的;以仿真結(jié)果驗證控制策略的有效性。
　　第5章，在闡述滑?？刂浦卸墩癞a(chǎn)生的原因及其對系統(tǒng)危害的基礎(chǔ)上，分析了飽和函數(shù)法、光滑函數(shù)法、趨近率法等抖振消除方法的原理，并進一步對跟蹤系統(tǒng)的抖振抑制策略進行了討論，通過仿真證明所用抖振抑制策略可以有效抑制閥芯跟蹤控制過程的抖

5、振。
　　第6章，通過液滴噴射控制閥測試實驗，驗證系統(tǒng)模型的正確性、無傳感器滑模觀測器的有效性;同時通過實驗對比證明了基于滑模觀測器的無傳感器控制策略可以有效消除閥芯動作的噪音與震動，提升噴印效果;實驗分析了系統(tǒng)壓力、閥芯行程等參數(shù)對脈沖噴射流量的影響，為提高噴印效果提供了調(diào)整方法;實際生產(chǎn)的檢驗證明本文所設(shè)計的液滴噴射發(fā)生器完全滿足鋼管生產(chǎn)線的大字符噴碼要求。
　　第7章，總結(jié)論文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點，并對后續(xù)研究工作進