【摘要】：數(shù)字產(chǎn)品快速發(fā)展,辦公室自動化全力推廣,復印機設備變成人們工作和生活中不可或缺的產(chǎn)品。在激光復印機領域,國外技術壟斷,國內技術薄弱,國外產(chǎn)品占領了國內市場的大部分份額,發(fā)展復印機技術具有很大的經(jīng)濟效益。近幾年,國家強調信息安全并大力支持辦公室設備的國產(chǎn)化發(fā)展,大力推進辦公設備的國產(chǎn)化可以有效地保護國民的信息安全。本課題針對我單位的激光復印機控制系統(tǒng)研制項目,為提高復印質量,進行了相關的研究。論文詳細論述了復印機的工作和成像原理,針對雙組份復印機,分析了顯影劑混合倉內碳粉總量控制對提高復印機質量的重要性,構建了碳粉總量控制的數(shù)學模型,設計實現(xiàn)了一種基于預測控制的碳粉供應控制系統(tǒng),保證碳粉濃度的穩(wěn)定值,提高復印質量。碳粉供應控制系統(tǒng)具有大時滯、非線性等特點,難以建立其精確的數(shù)學模型;預測控制是一種利用被控系統(tǒng)過去時刻的輸入輸出信息預測系統(tǒng)未來時刻的行為動作的先進控制方法,由于不依賴于精確的數(shù)學模型,彌補了由于模型不夠精確導致控制效果不準確的缺陷,并且預測控制滾動優(yōu)化和反饋校正的特點使其具有很強的魯棒性和抗干擾能力,因此適合用于碳粉供應系統(tǒng)。根據(jù)復印機顯影結構建立了碳粉供應數(shù)學模型,基于該模型設計了碳粉供應控制廣義預測控制器,通過離線仿真實驗驗證了廣義預測控制方法求解碳粉供應控制問題的有效性�；趶陀C控制系統(tǒng)的總體設計要求,提出了基于FPGA的Nios Ⅱ雙核系統(tǒng)的實現(xiàn)方案,充分利用FPGA的高運算性能和并行計算特性,以及SoPC系統(tǒng)軟件開發(fā)簡單、軟件代碼容易編寫、開發(fā)周期短等優(yōu)點。詳細討論了基于Nios Ⅱ雙核的硬件系統(tǒng)設計,包括Nios Ⅱ CPU處理器和標準IP核配置、Nios Ⅱ處理器間數(shù)據(jù)通信方案設計以及系統(tǒng)軟件設計等。為了提高系統(tǒng)的運算性能,討論了預測控制算法中的基本運算的FPGA硬件實現(xiàn),以及如何將邏輯模塊與Avalon總線模塊融合,使邏輯模塊變成真正的硬件加速器集成到雙核系統(tǒng)中,并在軟件程序中被調用。為驗證基于FPGA的Nios Ⅱ雙核的碳粉供應預測控制系統(tǒng)的有效性和實時性,在實際的復印機上進行了實驗測試。實驗結果表明,本文設計的復印機碳粉供應控制系統(tǒng)具有良好的控制效果,相比于軟件代碼實現(xiàn)的預測控制算法,系統(tǒng)的運算速度大約提高了7.3倍左右。
【圖文】：

然后由于電場作用，顯影劑混合倉內的碳粉被吸附到顯影輥表面上，將潛影圖像變成可見的碳粉圖像，顯影倉內的碳粉量減少。圖3.1 顯影裝置圖 3.2 給出了 TCR 傳感器檢測到的碳粉濃度變化行為，檢測是在沒有碳粉補充和碳粉消耗情況下進行的。圖中碳粉 TC 值按周期進行變化，這是因為攪拌結構導致的，在進行碳粉供應控制過程中，檢測顯影倉內碳粉濃度值時應該采用周期內的最大值。

西安電子科技大學碩士學位論文12圖3.2 碳粉濃度 TC 值變化圖由以上分析過程可得，碳粉供應控制系統(tǒng)是一個兩輸入單輸出的系統(tǒng)，輸入量u和v 分別表示碳粉供應補給量和碳粉消耗量，輸出量 y 表示 TCR 傳感器檢測到的碳粉濃度值，如圖 3.3 所示。碳粉供應系統(tǒng)碳粉消耗量v碳粉補給量u碳粉濃度值y圖3.3 碳粉供應控制系統(tǒng)3.1.2 模型建立打印作業(yè)時，碳粉被吸附到硒鼓上形成碳粉圖像，此時顯影倉內的碳粉量減少，導致傳感器檢測出來的濃度值減少。為了維持碳粉濃度值是一個固定值，就需要即時進行碳粉補充。采樣 k 時刻的碳粉總量可由如式(3-1)的差分方程表示：tm( k 1) tm( k ) masdis ( k ) masdev ( k)(3-1)式中，，k 是采樣周期，以傳輸一頁紙的時間作為采樣周期；tm( k )表示采樣時刻時顯影倉內碳粉的質量； masdis ( k )表示采樣時刻 時碳粉瓶補充的碳粉質量；masdev ( k )表示在采樣時刻
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP334.8;TP273

【參考文獻】

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本文編號：2696110