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上海交通大学 智能仪器课程设计 智能纠偏控制系统实验报告 年 级: 2012 学 号: 5120309096 姓 名: 崔若璇 专 业: 测控技术与仪器 指导老师: 丁国清 二零一五年十一月 上海交通大学课程设计说明书 摘 要 纠偏控制系统，专门用于追踪线条、色差或材料边缘，可用于放卷纠偏或中间导向纠偏的场 合，要求分辨率高，稳定性好，响应速度快，抗干扰能力强，结构简单，可广泛应用于印刷，包 装，造纸，纺织，机械等行业中。所有的自动就偏控制系统都基于一个相同的作业流程原理，甚 至是复杂的任务都适用于这一原理。首先，当物料在传感器下方经过时，传感器检测物料实际边 缘，线条或颜色对比分界线所在的位置，并将检测到的信号传送给控制器，控制器判断物料实际 位置与设定的基准位置是否一致：偏移方向，偏移量，然后发出相关的纠正信号给执行机构，最 后由执行机构驱动物料返回到设定位置，完成整个纠偏过程。本课程设计的目的是在组织 16 学 时智能仪器课堂教学（介绍智能仪器仪表的信息输入和转换，信号输出和驱动，数据处理，人机 接口和监控程序）的基础上，以纠偏控制系统为对象，进行课程设计实验。要求最后完成的纠偏 精度达到80 ％以上，实验的各个模块功能清晰，核心测量算法能采用合适的滤波算法，核心控制 算法能采用PID 算法，键盘控制采用状态转移法，这些算法的原理都将在以下简要介绍。 关键词：纠偏控制系统； 纠偏控制器； PID 算法 第II 页 共20 页 上海交通大学课程设计说明书 目 录 摘 要 II 第1 章 绪 论4 1.1 纠偏控制系统概述4 1.2 本课程设计的任务5 1.3 本课程设计原理5 1.3.1 ADS 开发环境简介5 1.3.2 PID 控制算法简介5 1.3.3 JTAG 调试口简介5 第2 章 实验装置及内容描述6 2.1 纠偏系统6 2.1.1 传感器6 2.1.2 纠偏控制器7 2.1.3 执行机构7 2.2 纠偏控制DEMO 及调试装置8 第三章 设计代码9 3.1 设计架构9 3.2 源代码9 第四章 问题解决 19 第五章 心得体会 19 附录：实验过程照片20 第III 页 共20 页 上海交通大学课程设计说明书 第1 章 绪 论 1.1 纠偏控制系统概述 纠偏控制系统，专门用于追踪线条、色差或材料边缘，可用于放卷纠偏或中间导向纠偏的场 合，要求分辨率高，稳定性好，响应速度快，抗干扰能力强，结构简单，可广泛应用于印刷，包 装，造纸，纺织，机械等行业中。 带材跑偏是指诸如纸张、塑料等可挠性带材在向前运行时，由于前道工序收卷不齐或本机机组中 的导向辊偏差和振动（摆动），以及带材张力和各部分速度失调等原因，而造成的带材边缘或纵 向标志线与机组的中心线不一致出现的带材横向跑偏现象。带材跑偏使得带材多呈“s”形向前 运动，国外称之为“蛇形运动”。一般说来，速度越高，带材的跑偏现象也越严重，不但影响产 品质量, 还会增加能源和原材料消耗，甚至导致无法生产。 而提高机组速度是增加产量、提高劳动生产率最直接