宽幅喷墨打印机字车机构运动及控制联合仿真

廖 强,李剑笛

(重庆大学 a.机械传动国家重点实验室;b.机械工程学院,重庆 400030)

宽幅喷墨打印机是一种典型的机电一体化设备,而其字车机构是打印机中最为重要的运动机构。在字车机构的设计过程中,不但要设计出合理可靠的机械部分和性能优越的控制系统,而且要解决机械系统和控制系统的耦合问题。如依据传统的设计流程,往往是先设计、制造出产品的机械部分和控制部分实物模型,然后分别测试,测试通过后,再进行机械部分和控制部分的组装,进行联合测试验证,如果联合测试验证没有通过,则需修改出现问题的部分,进行改进。重复上述过程,直至产品通过联合测试验证[1-4]。这个过程是相当繁琐的,成本也很高,更重要的是推迟了产品的上市时间,失去了市场机会。随着计算机技术及CAD/CAE、机械动力学仿真、控制仿真技术的发展,仿真的可信度和效率越来越高,现在人们广泛应用虚拟样机技术进行机械系统的运动学和动力学仿真分析[1-2],应用控制仿真软件进行控制系统的设计及验证[5]。对虚拟样机和控制模型的仿真实验可以代替大部分的实物实验。如果仅是分别在虚拟样机软件中对机械部分进行分析,在控制仿真软件中对控制部分进行验证,也只能各自验证机械部分和控制部分的性能,不能对机械和控制二者的耦合情况进行验证,而二者的耦合问题又是极为重要的,往往关系到机电一体化设备设计的成败。……