一种计算印刷机串墨辊串动影响因子的方法技术

本发明专利技术属于印刷机加墨量自动控制领域，公开了一种计算印刷机串墨辊串动影响因子的方法，包括以下步骤：根据串墨辊串动性能仿真分析提取样本数据；根据样本数据设计模糊控制器，并采用遗传算法同时优化模糊控制器的隶属度函数和控制规则；采用优化后得到的模糊控制器计算任意条件下的串动影响因子。将不同工艺条件下的墨区间距、串动量以及串动速度输入到优化后得到的模糊控制器，得到中间墨区加墨时对自身墨区和邻近墨区的串动影响因子，端部墨区加墨时的串动影响因子可由中间墨区加墨时的情况推导得到。本发明专利技术将串动影响定量化，可用于墨键开度控制，提高油墨设置的精确度，从而提高印刷品的色彩质量。

【技术实现步骤摘要】
一种计算印刷机串墨辊串动影响因子的方法
本专利技术属于印刷机加墨量自动控制领域，具体涉及一种计算印刷机串墨辊串动影响因子的方法。
技术介绍
在印刷过程中影响印刷质量的因素有很多，而其主要影响因素是供墨量的多少。供墨量的多少是通过墨键开度进行控制的，在不考虑串动影响时，理论上，只有网点的地方才会有油墨传递，因此所耗费的油墨量与网点面积率和墨层厚度成正比。根据供墨量和耗墨量的平衡原则，可以知道网点面积率和墨层厚度的乘积应该与墨键开度成正比关系，即要达到同样的墨层厚度，网点面积率越大，则墨键开度的值应该越大。然而，在实际印刷过程中，串墨辊的串动不仅使油墨在墨辊的周向上进行打匀，同时也使油墨在轴向上进行打匀。由于串墨辊的轴向串动，使得油墨从一个墨区向邻近的墨区扩展，因此，在墨键开度大小设置时，一个墨区的墨键开度大小必然会受到周边墨区的墨键开度大小的影响，如果不考虑串墨辊串动造成的邻近墨区间油墨流动的影响，则各个墨区的墨量必然受到影响，进而导致印刷品质量降低。串动对输墨系统油墨流动的影响可以采用实验的方法进行研究，但实验法在时间和资金上都非常昂贵，由于印刷过程的影响因素极其复杂，也难以获得比较精确的结果。利用计算机仿真方法对胶印机输墨系统进行动态研究和优化是国外的印刷设备制造商广泛采用的方法。目前，在实际印刷过程中，不管是人工调节还是自动控制墨键开度，大都忽略了串动的影响。而且，尽管大多数研究仿真分析都得出了串动性能仿真分析曲线，但并没有将串动影响定量化。串动的影响因素有哪些，如何将串动影响定量化，并广泛应用于不同的工艺条件，以提高墨键开度设置的准确性，进而保证墨量的精确性，提高印刷质量，仍是待解决的问题。
技术实现思路
为解决印刷机加墨量自动控制中因串墨辊轴向串动产生的影响无法定量化计算从而降低墨键开度设置的精度问题，本专利技术提供了一种计算印刷机串墨辊串动影响因子的方法。在介绍本专利技术采用的技术方案前，先给出本专利技术中涉及的几个定义：墨区：将印刷品在横向上分成若干个区域，这些区域称为墨区。墨区号：将墨区从一侧到另一侧依次按1，2，3，……，n进行编号，称为墨区号。端部墨区：墨区号最小值1和墨区号最大值n所对应的墨区。中间墨区：除端部墨区以外的其余墨区中的任意一个墨区。加墨墨区：被加墨的墨区，只将其墨斗键与刮墨刀的相对距离设置为需求大小，其余墨斗键全部关闭。邻近墨区：加墨墨区附近的墨区。墨区间距：加墨墨区自身的墨区间距d＝0，与加墨墨区相距一个墨区的两个对称墨区，其墨区间距均为d＝1，其余墨区以其距离加墨墨区的远近依次设置d的值。串墨辊的串动量：串墨辊在轴向上来回串动的最大距离。串墨辊的串动速度：以印版滚筒转动速度比表示。串墨辊的起始相位：如果把0作为串墨辊串动一个周期的相位角度，那么串墨辊一开始串动的相位角度就称为起始相位角度，简称起始相位。本专利技术采用以下技术方案：一种计算印刷机串墨辊串动影响因子的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，根据串墨辊串动性能仿真分析提取样本数据；步骤二，根据样本数据设计模糊控制器，并采用遗传算法同时优化模糊控制器的隶属度函数和控制规则；步骤三，采用优化后得到的模糊控制器计算任意条件下的串动影响因子。下面分别给出每个步骤的具体实现方法。1.提取样本数据将某个中间墨区i(i≠1，且i≠n)设为加墨墨区，对串墨辊的串动性能进行仿真分析可得仿真分析曲线。仿真分析曲线的横坐标为墨辊的轴向位置，纵坐标为墨层厚度，此曲线表示中间墨区i加墨时，油墨在自身墨区和邻近墨区(轴向方向)的分布情况。串动效果为：串墨辊的串动量越大，油墨的轴向流动越大；串墨辊的串动速度越大，油墨的轴向流动也越大；而油墨的轴向流动受串墨辊的起始相位影响不大。根据串墨辊串动性能仿真分析提取样本数据的方法如下：(1)将不同条件下的串动性能仿真分析曲线用正态分布曲线近似(取其包络线)，每条正态分布曲线在横坐标上的积分和相等，以保证总墨量相等。(2)因为串动性能仿真分析曲线的包络线为正态分布，所以与加墨墨区i距离相等的两个对称墨区的串动影响因子相等。当以仿真分析曲线的包络线为被积分函数时，两个对称墨区在横坐标位置上的积分相等。本专利技术只将墨区号为i，i-1，i-2，……，i-g的各个墨区在横坐标位置上分别进行积分，当第i个墨区积分与第i-1，i-2，……，i-g个墨区积分的2倍之和等于总墨量时，停止积分。(3)将各个积分对应的墨量，分别除以总墨量即得中间墨区i加墨时对自身墨区及邻近墨区的串动影响因子。最后得到以下样本数据：d：墨区间距，用墨区个数表示；h：串动量，用墨区个数表示；v：串动速度，在本专利技术中表示串墨辊来回串动1次，印版滚筒所转过的转数；w：串动影响因子，在本专利技术中，若其表示自身墨区的串动影响因子，则其值即为对自身墨区的串动影响因子；若表示邻近墨区的串动影响因子，其值为两个对称墨区的串动影响因子之和。那么，两个对称墨区中任意一个墨区的串动影响因子为对应w的一半。2.设计模糊控制器根据样本数据设计模糊控制器，并采用遗传算法同时优化模糊控制器的隶属度函数和控制规则的方法如下：(1)确定模糊控制器的输入量和输出量：以墨区间距(d)、串动量(h)和串动速度(v)为输入量，串动影响因子(w)为输出量。(2)确定模糊论域、量化因子和比例因子：设一个墨区加墨最多影响到距离其m个墨区的开度设置，则墨区间距d的实际论域为[0，m]；设串动量最大为p个墨区，则h的实际论域为[0，p]；设串墨辊来回串动1次，印版滚筒最多转过q转，则v的实际论域为[0，q]；串动影响因子w为小于1的正数，设其最大值为s，则其实际论域为[0，s]。将d、h和v的实际论域转换到模糊论域[0，1]，则量化因子w的模糊论域和实际论域相同，则比例因子kw＝1。(3)采用遗传算法同时优化模糊控制器的隶属度函数和控制规则：3个输入量均采用3个模糊集合表示，分别表示大(B)、中(M)、小(S)，为了使每条规则都得到更准确的输出量，本专利技术采用7个模糊集合表示输出量，分别为S3、S2、S1、M、B1、B2和B3，输入量和输出量的隶属度函数都选为高斯形：其中，x为输入量或输出量的论域矩阵，y为该隶属度函数对应于坐标矩阵x的函数值矩阵，c为隶属度函数的中心，σ为隶属度函数的宽度。本专利技术确定模糊控制规则条数为33＝27条，这27条规则是3个输入量的语言值按照大、中、小顺序的完全排列，这27条规则的形式为：IFD＝BH＝BV＝BTHENW＝？IFD＝BH＝BV＝MTHENW＝？……IFD＝SH＝SV＝MTHENW＝？IFD＝SH＝SV＝STHENW＝？其中，D，H，V分别为输入量d，h，v的模糊语言变量，其取值为B、M或S；W为输出量w的模糊语言变量，每条规则中W的取值有待优化，其取值范围为S3、S2、S1、M、B1、B2或B3。模糊集隶属度函数的形状对控制器的影响不大，而各模糊子集的隶属度函数对论域的覆盖面的大小对控制器的特性影响比较大。所以本专利技术只考虑隶属度函数宽度的变化，使隶属度函数的中心c不变，其值在模糊论域上均匀分布，优化隶属度函数的宽度σ。控制规则的条数和各个规则的前项条件都已确定，为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算印刷机串墨辊串动影响因子的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，根据串墨辊串动性能仿真分析提取样本数据；步骤二，根据样本数据设计模糊控制器，并采用遗传算法同时优化模糊控制器的隶属度函数和控制规则，方法如下：（1）确定模糊控制器的输入量和输出量：以墨区间距（d）、串动量（l）和串动速度（v）为输入量，串动影响因子（w）为输出量；（2）确定模糊论域、量化因子和比例因子：设一个墨区加墨最多影响到距离其m个墨区的开度设置，则墨区间距d的实际论域为[0，m]；设串动量最大为p个墨区，则l的实际论域为[0，p]；设串墨辊来回串动1次，印版滚筒最多转过q转，则v的实际论域为[0，q]；串动影响因子w为小于1的正数，设其最大值为s，则其实际论域为[0，s]；将d、l和v的实际论域转换到模糊论域[0，1]，则量化因子w的模糊论域和实际论域相同，则比例因子kw=1；（3）采用遗传算法同时优化模糊控制器的隶属度函数和控制规则；（4）采用重心法去模糊化；步骤三，采用优化后得到的模糊控制器计算任意条件下的串动影响因子，方法如下：（1）分别计算端部和中间加墨墨区对自身墨区的串动影响因子w0：如果加墨墨区号不是1也不是n，那么该加墨墨区是中间墨区，则将墨区间距d=0和该条件下的串动量和串动速度作为输入量，输入到优化后得到的模糊控制器，可得该加墨墨区对自身的串动影响因子w0；如果墨区号是1或者是n，那么该加墨墨区是端部墨区，则先通过模糊控制器计算出中间任意一个墨区加墨时，其对自身墨区的串动影响因子和对d=1的两个对称墨区中一个墨区的串动影响因子，二者的和即为对自身墨区的串动影响因子；（2）将对应的墨区间距（d=1，2，……）、串动量和串动速度输入到优化后得到的模糊控制器，控制器的输出量即为该加墨墨区对邻近墨区的串动影响因子w1,w2,......,wt；（3）将控制器的输出量（串动影响因子）进行累加得wsum，当累加和wsum大于0.95且小于1.05时，停止计算；（4）计算该加墨墨区对自身和其中一侧墨区的串动影响因子：对自身的串动影响因子为(1)中得到的w0；对其中一侧墨区的串动影响因子为(2)中得到的wt的一半。FDA00002894111800011.jpg,FDA00002894111800012.jpg,FDA00002894111800013.jpg...

【技术特征摘要】
1.一种计算印刷机串墨辊串动影响因子的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，根据串墨辊串动性能仿真分析提取样本数据；步骤二，根据样本数据设计模糊控制器，并采用遗传算法同时优化模糊控制器的隶属度函数和控制规则，方法如下：(1)确定模糊控制器的输入量和输出量：以d、h和v为输入量，w为输出量，其中：d：墨区间距，用墨区个数表示；h：串动量，用墨区个数表示；v：串动速度，表示串墨辊来回串动1次，印版滚筒所转过的转数；w：串动影响因子，若其表示自身墨区的串动影响因子，则其值即为对自身墨区的串动影响因子；若表示邻近墨区的串动影响因子，其值为两个对称墨区的串动影响因子之和；(2)确定模糊论域、量化因子和比例因子：设一个墨区加墨最多影响到距离其m个墨区的开度设置，则墨区间距d的实际论域为[0，m]；设串动量最大为p个墨区，则h的实际论域为[0，p]；设串墨辊来回串动1次，印版滚筒最多转过q转，则v的实际论域为[0，q]；串动影响因子w为小于1的正数，设其最大值为s，则其实际论域为[0，s]；将d、h和v的实际论域转换到模糊论域[0，1]，则量化因子w的模糊论域和实际论域相同，则比例因子kw＝1；m，p，q的取值由实际印刷机结构确定；(3)采用遗传算法同时优化模糊控制器的隶属度函数和控制规则；(4)采用重心法去模糊化；步骤三，采用优化后得到的模糊控制器计算任意条件下的串动影响因子，方法如下：(1)分别计算端部和中间加墨墨区对自身墨区的串动影响因子w0：如果加墨墨区号不是1也不是n，那么该加墨墨区是中间墨区，则将墨区间距d＝0和该条件下的串动量和串动速度作为输入量，输入到优化后得到的模糊控制器，可得该加墨墨区对自身的串动影响因子w0；n表示印刷机的墨区数，其数值取决于实际的印刷机结构；墨区间距d表示计算墨区与加墨墨区的距离，用墨区个数表示，其取值范围取决于实际印刷机结构；如果墨区号是1或者是n，那么该加墨墨区是端部墨区，则先通过模糊控制器计算出中间任意一个墨区加墨时，其对自身墨区的串动影响因子和对d＝1的两个对称墨区中一个墨区的串动影响因子，二者的和即为对自身墨区的串动影响因子；(2)将墨区间距d＝1，2，……、串动量和串动速度输入到优化后得到的模糊控制器，控制器的输出量即为该加墨墨区对邻近墨区的串动影响因子wi，i＝1，2，……；(3)将控制器的输出量，也即串动影响因子，进行累加得wsum，当wsum大于0.95且小于1.05时，停止计算；(4)计算该加墨墨区对自身和其中一侧墨区的串动影响因子：对自身的串动影响因子为(1)中得到的w0；对其中一侧墨区的串动影响因子为(2)中得到的wi的一半。2.根据权利要求1所述的计算印刷机串墨辊串动影响因子的方法，其特征在于，所述的步骤一中根据串墨辊串动性能仿真分析提取样本数据的方法包括以下步骤：(1)将不同条件下，也即不同串动量h和不同串动速度v下的串动性能仿真分析曲线用正态分布曲线近似，每条正态分布曲线在横坐标上的积分相等，以保证总墨量相等；(2)对每条正态分布曲线，依次计算各个墨区在横坐标上的积分；(3)将各个积分对应的墨量，分别除以总墨量即得任一中间墨区加墨时对自身墨区及邻近墨区的串动影响因子，得到以(d、h、v、w)形式表示的样本数据。3.根据权利要求1所述的计算印刷机串墨辊串动影响因子的方法，其特征在于，所述的步骤二(3)中采用遗传算法同时优化模糊控制器的隶属度函数和控制规则的方法包括以下步骤：(1)优化方案确定为：3个输入量均采用3个模糊集合表示，分别为B、M、S；采用7个模糊...

【专利技术属性】
技术研发人员：初红艳，杨俊敬，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：