1。1。2 课题研究的目的及意义

本课题针对纸张在收放卷过程中可能出现偏差，设计了一套自动纠偏系统，目的 是为了解决纸张在收放卷时产生的收发偏差，提高纠偏的精度和实时性。系统采用光 电传感器和 AT89C51 单片机对纸张的边缘位置偏差进行检测与控制，系统设计结构简 单，成本低，控制精度高。在对偏差测量和提高控制精度上面，本论文将从硬件和软 件两个方面进行模拟仿真并分析其可行性。本课题完成后，对提高纠偏器纠偏精度和 终端显示上面有一定的实用价值。

1。2 国内外发展现状

1。3 本课题研究的内容

本课题针对纸张纠偏仪的信号输入检测模块、AT89C51 单片机主控模块、电机驱 动执行模块、状态显示模块四个部分的相关内容展开研究。其中第二章的主要内容是 纸张纠偏系统的整体构成，包括传感器的种类，光电传感器的构成，电机驱动模块的 设计，综合控制模块的介绍。第三章则是对终端显示模块展开详细介绍，包括硬件部 分设计和驱动程序的设计。第四章的内容是对智能 PI 控制器的原理进行详细介绍。 第五章的内容包括最小应用系统的设计以及主程序和显示子程序的设计和编译。

系统总体的设计功能：该自动纠偏控制仪具有自动纠偏、手动纠偏、限位报警、 状态显示等功能，能对纸张的边缘标志线进行跟踪纠偏。

第二章 带材纠偏控制系统设计

纸张纠偏系统由以下四个部分组成：信号输入模块、AT89C51 单片机主控模块、 驱动执行模块、状态显示模块。信号输入模块的传感器对纸张的边缘位置进行跟踪检 测，将位置偏差的模拟量通过 A/D 模块转换为数字量发送给主控模块。主控模块将数 字量与基准值进行比较并通过运算得到纸张位置边缘偏差纠偏信号，然后发送到驱动 执行模块的电机。驱动执行模块的电机得到纠偏信号后，带动滚珠丝杆作直线运动， 使纸张向偏移的相反方向运动，从而完成纠偏过程。

2。1 纠偏控制系统组成给定

图 2-1： 系统原理框图

本纠偏系统主要由信号输入模块、单片机主控模块、驱动执行模块三部分构成。 另外 LCD1602 液晶显示屏讲纸张的基准位置和偏差量以数字量显示出来，简单直观。 驱动执行模块包括步进电机、滚珠丝杆和驱动芯片。该系统对纸张边缘位置偏差的纠 偏工作过程是：传感器对纸张的边缘位置进行跟踪检测，将偏差数据与基准数据相比 较，得到一个模拟量偏差电压，A/D 转换模块将这偏差电压转换为数字量传输给单片 机，进行相应的处理和运算得到纠偏信号再发送给驱动执行模块，步进电机得到纠偏 信号后带动滚珠丝杆运动完成指令的纸张纠偏工作，以上所述就是整个纸张纠偏系统 的工作原理。

2。2 传感器模块

将非电量转换为电量，这是在检测转换技术中的首要问题，我们称具有这种转换 能力的装置为传感器。

传感器是实现带材边缘位置检测的重要环节，主要的作用是检测带材边缘的当前

位置。不管是信号转换、信号处理或者是对最佳数据的显示与控制，如果离开了传感 器对原始数据的可靠测量，这些都是难以实现的。因而传感器在信号的检测和测量中 的作用非常重要。

2。2。1 传感器的种类

传感器的种类很多，通常一种被测量可以用多种传感器进行测量，而同一原理的 传感器又可以测量不同的量，因而传感器的分类很多，一般可按以下几种方法分类：

（1）按照被测量量来分：这些测量量包括位移、力、速度、加速度等机械量； 温度、热量、流量（速）、压力（差）、液位等热工量；浓度、粘度、比重、酸碱度 等物性参量；裂纹、缺陷、泄漏、磨损等状态参量；