随着国内制造业加速升级和包装行业日益繁荣,瓦楞纸箱印刷技术获得高速发展,但是传统的瓦楞纸箱印刷机由于自动化程度低、印刷精度不高,已经无法满足市场需求。本文即在此背景下,针对当前瓦楞纸箱印刷机存在的诸多缺点与问题,研究开发瓦楞纸箱印刷机控制系统及其机械系统。机械结构方面,采用无轴传动技术代替原来的共轴传动结构改进印刷机单元传动系统,优化印刷机核心部件结构,并进行力学分析与仿真。控制系统方面,搭建高性能控制系统硬件平台,使用智能控制算法开发控制系统,旨在提高印刷机性能。本文主要研究内容如下:首先,分析介绍瓦楞纸箱印刷机成套设备工作原理和特点,提出使用无轴传动技术替代共轴传动技术,改进印刷机单元传动系统;研究分析印刷机关键核心部件结构,分析计算印刷机印刷压力及其表达形式;根据理论知识分析印刷辊结构特性并优化其结构,建立印刷辊三维模型和有限元模型,基于有限元技术对印刷辊进行静力学分析和模态分析,验证结构满足要求;研究分析机械系统数学模型建模方法,使用系统辨识建模方法建立瓦楞纸箱印刷机控制系统简化数学模型,分析计算相关传递函数。其次,分析研究瓦楞纸箱印刷机控制系统方案,搭建控制系统硬件平台,选择硬件型号和通信协议;编写控制模块软件程序、开发具有友好交互功能的人机操作界面;研究印刷机控制系统关键技术,开发瓦楞纸箱印刷机多轴同步控制和凸轮控制等控制功能。然后,针对瓦楞纸箱印刷机控制系统具有非线性、不确定性等特点,常规PID控制器已经无法满足印刷机高精度印刷要求,分析研究模糊控制和神经网络算法的原理与特点,提出将二者结合建立模糊神经网络PID控制器的方案,研究分析其原理与结构特点。最后,结合瓦楞纸箱印刷机控制系统数学模型,在MATLAB/Simulink中分别建立基于常规PID控制器、模糊PID控制器和模糊神经网络PID控制器的瓦楞纸箱印刷机控制系统仿真模型,并对其仿真分析。仿真分析结果显示基于模糊神经网络PID控制器的系统控制效果最佳,对工程实验具有指导意义。搭建控制系统实验平台,设计测试方案进行调试,实验结果验证模糊神经网络PID控制器具有更好的控制效果。