CN104773573B - 一种用于柔性膜输送的纠偏控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于柔性膜输送的纠偏控制系统，包括多个纠偏控制器、上位机、通讯模块等，各个纠偏控制器分别包括纠偏传感器，双输入通道的信号采集模块、主控模块、电机驱动模块和电机反馈模块，其中信号采集模块用于采集纠偏传感器输出的模拟信号，并输出到主控模块；主控模块用于将模拟信号与设定值进行比较计算，得到PWM波并输出至电机驱动模块，并利用PWM波控制纠偏执行器工作；电机反馈模块则将信息反馈到主控模块完成闭环控制过程。本发明中还对纠偏控制模式以及作为关键组件的电机驱动模块和信号采集模块的内部电路结构进行了设计。通过本发明，能够适应多种电机类型的纠偏执行器，控制精度高，并可提供多种纠偏控制方案。

Description

一种用于柔性膜输送的纠偏控制系统

技术领域

本发明属于卷材生产相关设备领域，更具体地，涉及一种用于柔性膜输送的纠偏控制系统。

背景技术

卷材有很多种，比如卷筒纸薄膜、金属箔、无纺布、钢卷、柔性电子等。材料成卷的方法为存储、运输提供了便利，同时提高了材料生产、加工效率。卷材在生产、加工过程中受到不可控力的作用，无法保持直线运动而使其幅宽中心线偏离基准中心线的现象可以称为跑偏；跑偏会引起卷材张力波动，使卷材受力不均，影响卷材的变形量，进而导致褶皱、翻边等现象产生；另一方面，跑偏会影响收卷质量，严重的话会对卷材造成损伤，降低良品率。

为了对卷材尤其是柔性膜执行精准的输送控制，往往需要用到纠偏控制器。纠偏控制器以卷材横向位置信息作为被控制量，将采集到的位置信息与基准中心线进行比较，从而控制纠偏执行器进行纠偏，构成反馈控制系统从而完成纠偏控制。其中为了采集卷材横向位置信息，需要使用传感器。常用的纠偏传感器有红外线传感器、超声波传感器等、CCD传感器等。红外线传感器可以用来检测纸张、不透明薄膜、金属片等，但透明的薄膜不可以用红外线来检测；超声波传感器可以检测透明薄膜的偏移，可用于对中/对边纠偏过程；CCD传感器是利用光电转换原理，可以对卷材上的图案线条进行识别对正，精度高但成本也较高，可用于对线/对边纠偏过程。

然而，现有的纠偏控制器还普遍存在一些问题，具体包括：第一、控制器仅支持某种特定电机，无法同时适应不同类型的多种电机；第二、不能对多个柔性膜纠偏控制器实现协同控制，无法将对边纠偏、对中纠偏和对线等纠偏方式予以有效兼容；第三、随着产品要求更加严格，对柔性膜纠偏控制器在纠偏精度、纠偏速度和适应性等方面也提出了更严格的标准，尤其是对于太阳能电池柔性衬底薄膜、RFID标签和柔性薄膜开关之类对整体纠偏要求更高的柔性电子元器件应用场合，而现有的纠偏控制器尚无法满足上述工艺要求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于柔性膜输送的纠偏控制系统，其中通过对其纠偏控制模式进行改进，并相应对其关键组件如电机驱动模块、信号采集模块和通讯模块等的内部构造及其电路连接方式进行研究和设计，能够确保可兼容多种纠偏方式，同时有效地适应步进、直流有刷和无刷不同电机类型的纠偏执行器，尤其是与现有技术相比可显著提高整体纠偏精度和反应灵敏度，因而适用于各类柔性膜的高精度输送场合。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种用于柔性膜输送的纠偏控制系统，该纠偏控制系统包括多个纠偏控制器、上位机、通讯模块以及多个视觉传感器，其特征在于：

各个所述纠偏控制器分别包括纠偏传感器，信号采集模块、主控模块、电机驱动模块和电机反馈模块，其中纠偏传感器的数量为多个，它们分别设置在柔性膜的横向不同位置处，并用于对输送中的柔性膜的位置信息进行实时检测；信号采集模块的数量同样为多个，并且各个信号采集模块均呈双输入通道的结构，每个输入通道分别配置连接一个所述纠偏传感器，由此对纠偏传感器所输出的模拟信号进行采集，然后将其分别输出至所述主控模块；所述主控模块用于将接收的模拟信号与设定值进行比较计算，相应得到与所述纠偏传感器的数量相等的多个PWM波，并将其继续输出至所述电机驱动模块；所述电机驱动模块利用所述PWM波来控制相应配置的多个纠偏执行器工作，同时将这些纠偏执行器中对应的电流信息分别输出到所述电机反馈模块；所述电机反馈模块与各个所述纠偏执行器相连，并读取其位置和方向信息，同时将该位置和方向信息连同所接收的电流信息一同处理后输出至所述主控模块，由此对主控模块所输出的PWM波进行修正，并形成闭环反馈；

所述上位机通过所述通讯模块与上述所有纠偏控制器信号相连，所述视觉传感器配置在柔性膜边沿处，并用于对柔性膜的边线位置执行实时检测；以此方式，整个纠偏控制系统可实现以下的多种纠偏方案：

(a)协同纠偏方案，其中上位机将多个纠偏控制器所提供的模拟信号执行加权计算，并将最终计算结果通过所述通讯模块统一输出至各个纠偏控制器中的主控模块，该主控模块相应将接收的信息与设定值进行计算得到调节值；

(b)自主纠偏方案，其中各个纠偏控制器中的主控模块仅接收来自所述信号采集模块的模拟信号，并将其与设定值进行计算得到调节值；

(c)外部输入纠偏方案，其中上位机直接读取所述视觉传感器所检测的柔性膜位置信号，并通过所述通讯模块输出到各个纠偏控制器中的主控模块，该主控模块相应将接收的信号与设定值进行计算得到调节值。

作为进一步优选地，对于所述电机驱动模块而言，其优选包括第一至第四电桥驱动器BD1～BD4、第一至第八功率管Q1～Q8、第一至第八二极管D1～D8、第一至第四电阻R1～R4，以及多电机用接插口CON1，其中：

所述第一电桥驱动器BD1的第一输入端与第二输入端分别用于接收来自所述主控模块的第一输出信号和第二输出信号，它的第一输出端和第二输出端则分别连接所述第一功率管Q1与第二功率管Q2的栅极；所述第一功率管Q1的漏极同时与所述第一二极管D1和电源相连，它的源极同时与所述第二功率管Q2的漏极、第一二极管D1的阳极、第二二极管D2的阴极以及所述多电机用接插口CON1的第一接口相接；所述第二功率管Q2的漏极同时与所述第二二极管D2的阳极、所述电机反馈模块的第一信号线以及所述第一电阻R1的一端相连，该第一电阻R1的另一端接地；

所述第二电桥驱动器BD2的第一输入端与第二输入端分别用于接收来自所述主控模块的第三输出信号与第四输出信号，它的第一输出端与第二输出端则分别连接所述第三功率管Q3与第四功率管Q4的栅极；所述第三功率管Q3的漏极同时与所述第三二极管D3和电源相连，它的源极同时与所述第四功率管Q4的漏极、第三二极管D3的阳极、第四二极管D4的阴极以及所述多电机用接插口CON1的第二接口相接；所述第四功率管Q4的漏极同时与所述第四二极管D4的阳极、所述电机反馈模块的第二信号线以及所述第二电阻R2的一端相接，该第二电阻R2的另一端接地；

所述第三电桥驱动器BD3的第一输入端与第二输入端分别用于接收来自所述主控模块的第五输出信号与第六输出信号，它的第一输出端与第二输出端则分别连接所述第五功率管Q5与第六功率管Q6的栅极；所述第五功率管Q5的漏极同时与所述第五二极管D5和电源相连，它的源极同时与所述第六功率管Q6的漏极、第五二极管D5的阳极、第六二极管D6的阴极以及所述多电机用接插口CON1的第三接口相接；所述第六功率管Q6的漏极同时与所述第六二极管D6的阳极、所述电机反馈模块的第三信号线以及所述第三电阻R3的一端相接，该第三电阻R3的另一端接地；

所述第四电桥驱动器BD4的第一输入端与第二输入端分别用于接收来自所述主控模块的第七输出信号与第八输出信号，它的第一输出端与第二输出端则分别连接所述第七功率管Q7与第八功率管Q8的栅极；所述第七功率管Q7的漏极同时与所述第七二极管D7和电源相连接，它的源极同时与所述第八功率管Q8的漏极、第七二极管D7的阳极、第八二极管D8的阴极以及所述多电机用接插口CON1的第四接口相接；所述第八功率管Q8的漏极同时与所述第八二极管D8的阳极、所述电机反馈模块的第四信号线元以及所述第四电阻R4的一端相接，该第四电阻的另一端接地。

作为进一步优选地，对于所述信号采集模块而言，其包括第一至第二电位器VR1～VR2、第一至第二滤波器BP1～BP2、第一至第二运算放大器OP1～OP2、第五至第八电阻R5～R8，以及第一至第二电容C1～C2，其中：

所述述第一电位器VR1的一端外接于各个所述信号采集模块所配置的两个纠偏传感器之一，它的另一端则同时与所述第五电阻R5的一端以及所述第一滤波器BP1的输入端相连，该第五电阻R5的另一端接地；

所述第一滤波器BP1的输出端连接所述第一运算放大器OP1的正向输入端，该第一运算放大器OP1的负向输入端则同时与所述第七电阻R7的一端以及所述第一运算放大器OP1的输出端相连；该第七电阻的另一端与所述第一电容C1的正极相连，并将所外接的纠偏传感器的信号输出至所述主控模块，该第一电容C1的负极接地；

所述第二电位器VR1的一端外接于各个所述信号采集模块所配置的另外一个纠偏传感器，它的另一端则同时与所述第六电阻R6的一端以及所述第二滤波器BP2的输入端相连，该第六电阻R6的另一端接地；

所述第二滤波器BP2的输出端连接所述第二运算放大器OP1的正向输入端，该第二运算放大器的负向输入端则同时与所述第八电阻R8的一端以及所述第二运算放大器OP2的输出端相连；该第八电阻R8的另一端与所述第二电容C2的正极相连，并将所外接的纠偏传感器的信号输出至所述主控模块，该第二电容C2的负极接地。

作为进一步优选地，各个所述纠偏控制器优选还包括报警输出模块，该报警输出模块用于接收所述主控模块的报警信号，并进行报警提示。

作为进一步优选地，上述纠偏控制信号还包括操作模块和显示模块，其中该操作模块分别与各个所述主控模块相连，并用于对主控模块输入操作指令；该显示模块用于实时显示柔性膜纠偏控制系统的整体工作状态信息。

作为进一步优选地，所述柔性膜优选为太阳能电池柔性衬底薄膜、RFID标签或者柔性薄膜开关。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1、通过对本发明的纠偏控制系统的组成结构进行研究，并利用通讯模块在多个纠偏控制器与上位机之间建立信号控制，特别是基于双输出通道的信号采集模块来进行其他配设计，相应不仅可实现多机的协同控制，在一套复杂的柔性膜输送系统中提供良好的整体纠偏效果，而且通讯模块还可接收上位机利用视觉传感器采集到的边缘信息，从而指导柔性膜纠偏控制器进行纠偏，相应实现对线纠偏方式；

2、通过对各个纠偏控制器中作为关键组件的电机驱动模块进行内部构造及电路连接方式的设计，可有效利用多个功率管构成多路电机控制桥臂，由此可通过选择不同的接出方式，相应以结构紧凑、便于操控的方式适应直流无刷、有刷电机和步进电机等多种电机类型的的纠偏执行器，在提供适应性的同时还可显著改善整体的纠偏精度；

3、通过对各个纠偏控制器中作为另一关键组件的信号采集模块的内部构造及电路连接方式进行设计，可有效利用电位器实现输入信号的可调降幅，可外接不同输出范围的纠偏传感器，同时确保很好地兼容对边纠偏和对中纠偏方式；

4、按照本发明的纠偏控制系统还配备有操作模块、显示模块和报警模块等，相应能够通过譬如按键对位置进行微调，并自主选择自动纠偏、手动纠偏和对中纠偏等多种模式，整个系统具备纠偏精度高、响应迅速、结构紧凑和便于调节等优点，因而尤其适用于譬如RFID标签、太阳能电池柔性衬底薄膜之类的高精度纠偏运用场合用途。

附图说明

图1是按照本发明的纠偏控制系统中的纠偏控制器的主体结构示意图；

图2是用于显示按照本发明的纠偏控制系统的工作原理框图；

图3是按照本发明优选实施例所构建的电机驱动模块的电路结构示意图；

图4是按照本发明优选实施例所构建的信号采集模块的电路结构示意图；

图5是增设有显示模块和操作模块的纠偏控制器的主体结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是按照本发明的纠偏控制系统中的纠偏控制器的主体结构示意图，图2是用于显示按照本发明的纠偏控制系统的工作原理框图。如图1和图2中所示，该纠偏控制系统主要包括多个纠偏控制器、上位机、通讯模块以及多个视觉传感器等，并通过对各个纠偏控制器的使用以及这些纠偏控制器的协同控制，来实现对譬如太阳能电池柔性衬底薄膜、RFID标签和柔性薄膜开关之类对整体纠偏要求更高的柔性电子元器件的纠偏运用场合。

具体而言，作为主要元件的纠偏控制器各自包括譬如设置在控制板上的主控模块、信号采集模块、电机驱动模块、电机反馈模块、通讯模块以及作为备选的报警输出模块等，其中，主控模块分别连接信号采集模块、电机驱动模块、电机反馈模块、通讯模块和报警输出模块，电机驱动模块连接电机反馈模块，信号采集模块在本发明中被设定为双输入通道的形式，这样每个信号采集模块包括两个输入通道，每个输入通道用于连接一个纠偏传感器，也即每个信号采集模块对应配置有两个纠偏传感器，可称之为第一纠偏传感器和第二纠偏传感器。

该信号采集模块用于采集纠偏传感器输出的模拟信号，并输出到主控模块；主控模块用于将模拟信号进行A/D转换后，与设定值进行比较计算，得到脉冲宽度调制(PWM)波并输出至电机驱动模块，从而控制纠偏的进行，主控模块可采用单片机实现，譬如可以是STM32F103系列单片机(如STM32F103R8T6)等。电机驱动模块利用输入的PWM波控制纠偏执行器工作，并将纠偏执行器中电流信息输出到电机反馈模块；电机反馈模块则连接纠偏执行器的编码器读取位置与方向信息，同时将电机驱动模块输入的电流信息处理后输出到主控模块以指导主控模块修正PWM波，从而形成闭环反馈。

除了上述的纠偏控制器之外，整个系统还包括有用于各个纠偏控制器的主控模块与上位机建立信号交流的通讯模块。此外，在柔性膜进给方向还配置有多个视觉传感器，用于对柔性膜的位置执行实时检测，并可将检测信号发送给上位机；相应地，整个纠偏控制系统的工作原理为，可通过系统预设的多个纠偏方案来确定整体纠偏方案，其中：

当纠偏方案为协同纠偏时，其中上位机将多个纠偏控制器所提供的模拟信号执行加权计算，并将最终计算结果通过所述通讯模块统一输出至各个纠偏控制器中的主控模块，该主控模块相应将接收的信息与设定值进行计算得到调节值，其中权重系数可以自主修改；当纠偏方案为自主纠偏时，其中信号采集模块将连接好的纠偏传感器输出信号经过降压、滤波、电压跟随后输出到主控模块对应A/D采集端口，各个纠偏控制器中的主控模块仅接收来自所述信号采集模块的模拟信号并进行A/D转换，然后将A/D转换后得到的数字信号与设定值进行计算得出调节量；而当纠偏方案为外部输入纠偏时，其中上位机直接读取所述视觉传感器所检测的柔性膜位置信号，并通过所述通讯模块输出到各个纠偏控制器中的主控模块，该主控模块相应将接收的信号与设定值进行计算得到调节值，在此方案下可执行对线纠偏，而且视觉传感器所检测的边线可自主选择。

作为本发明的另一关键改进所在，按照本发明的一个优选实施方式，如图3中所示，所述电机驱动模块优选可包括第一电桥驱动器BD1、第二电桥驱动器BD2、第三电桥驱动器BD3、第四电桥驱动器BD4、第一功率管Q1、第二功率管Q2、第三功率管Q3、第四功率管Q4、第五功率管Q5、第六功率管Q6、第七功率管Q7、第八功率管Q8、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和接插口CON1。

具体而言，第一电桥驱动器BD1的第一输入端与第二输入端分别连接主控模块输出的第一输出信号PWM1与第二输出信号PWM2，第一输出端V1与第二输出端V2分别连接第一功率管Q1与第二功率管Q2的栅极；第二电桥驱动器BD2的第一输入端与第二输入端分别连接主控模块输出的第三输出信号PWM3与第四输出信号PWM4，第一输出端V3与第二输出端V4分别连接第三功率管Q3与第四功率管Q4的栅极；第三电桥驱动器BD3的第一输入端与第二输入端分别连接主控模块输出的第五输出信号PWM5与第六输出信号PWM6，第一输出端V5与第二输出端V6分别连接第五功率管Q5与第六功率管Q6的栅极；第四电桥驱动器BD4的第一输入端与第二输入端分别连接主控模块输出的第七输出信号PWM7与第八输出信号PWM8，第一输出端V7与第二输出端V8分别连接第七功率管Q7与第八功率管Q8的栅极；第一功率管Q1的漏极同时与第一二极管D1和电源相连接，源极同时与第二功率管Q2的漏极、第一二极管D1的阳极、第二二极管D2的阴极和第一接插口CON1的第一接口相接，第二功率管Q2的漏极同时与第二二极管D2的阳极、电机反馈模块第一信号线U1和第一电阻R1的一端相接，第一电阻R1的另一端与地相接；第三功率管Q3的漏极同时与第三二极管D3和电源相连接，源极同时与第四功率管Q4的漏极、第三二极管D3的阳极、第四二极管D4的阴极和第一接插口CON1的第二接口相接，第四功率管Q4的漏极同时与第四二极管D4的阳极、电机反馈模块第二信号线U2和第二电阻R2的一端相接，第二电阻R2的另一端与地相接；第五功率管Q5的漏极同时与第五二极管D5和电源相连接，源极同时与第六功率管Q6的漏极、第五二极管D5的阳极、第六二极管D6的阴极和第一接插口CON1的第三接口相接，第六功率管Q6的漏极同时与第六二极管D6的阳极、电机反馈模块第三信号线U3和第三电阻R3的一端相接，第三电阻R3的另一端与地相接；第七功率管Q7的漏极同时与第七二极管D7和电源相连接，源极同时与第八功率管Q8的漏极、第七二极管D7的阳极、第八二极管D8的阴极和第一接插口CON1的第四接口相接，第八功率管Q8的漏极同时与第八二极管D8的阳极、电机反馈模块第四信号线U4和第四电阻R4的一端相接，第四电阻R4的另一端与地相接。

上述电机驱动模块的工作原理为：电桥驱动器接收主控模块发送的PWM波，其中，当纠偏执行器电机类型为步进电机时，此时PWM波为八路PWM波信号，即：PWM1、PWM2、…、PWM8，同时使用第一电桥驱动器BD1、第二电桥驱动器BD2、第三电桥驱动器BD3和第四电桥驱动器BD4；而当纠偏执行器电机类型为直流无刷电机时，此时PWM波为六路PWM波信号：PWM1、PWM2、…、PWM6，同时使用第一电桥驱动器BD1、第二电桥驱动器BD2和第三电桥驱动器BD3；而当纠偏执行器电机类型为直流有刷电机时，此时PWM波为四路PWM波信号：PWM1、PWM2、PWM3、PWM4，同时使用第一电桥驱动器BD1和第二电桥驱动器BD2。此外，相邻两路PWM波互补，即PWM1与PWM2互补，PWM3与PWM4互补，PWM5与PWM6互补，PWM7与PWM8互补。电桥驱动器将输入的每路PWM波信号放大到足以驱动对应的功率管，例如PWM1信号放大后第一输出端V1可以驱动第一功率管Q1，即当PWM1信号为高电平时第一功率管Q1导通。由PWM1与PWM2互补可知第一输出端V1输出信号与第二输出端V2输出信号互补，又因第一功率管Q1与第二功率管Q2构成驱动桥臂，第一功率管Q1导通则第二功率管Q2关断，此时第一接插口CON1的第一接口与电源相连通；反之，第一功率管Q1关断则第二功率管Q2导通，此时第一接插口CON1的第一接口与地相连通。以此类推，第三功率管Q3与第四功率管Q4构成的驱动桥臂、第五功率管Q5与第六功率管Q6构成的驱动桥臂、第七功率管Q7与第八功率管Q8构成的驱动桥臂依次可以控制第一接插口CON1的第二、三、四接口。将步进电机四线分别接于第一接插口CON1的第一至四接口、直流无刷电机的三线接于第一接插口CON1的第一至三接口、直流有刷电机的两线接于第一接插口CON1的第一至二接口即可由上述电机驱动模块驱动三种电机。驱动过程中的电流流经桥臂末端所接第一至四电阻，因电阻一端接地，将另一端的反应电流值的电压信号即电阻上的压降通过第一信号线U1、第二信号线U2、第三信号线U3、第四信号线U4输出到电机反馈模块，以供电流过大时检测报警。

通过以上方式，电机驱动模块接收到主控模块发送的多路PWM波，利用电桥放大器将输入的PWM波放大，放大后的每路信号分别驱动一个功率管的关断，每两个功率管构成一个驱动桥臂，从而驱动外接的纠偏执行器中电机的转动。驱动过程中将每一个桥臂的电流信号通过一根信号线输出到电机反馈模块，电机反馈模块上包括可以接纠偏执行器电机的编码器、hall传感器的接口，可以读取电机的位置、速度、方向信息，电机反馈模块将电流信号进行滤波放大后，连同位置、速度、方向信息输出到主控模块，主控模块计算后得出达到预计纠偏位置还需多少调节量，从而实现闭环控制过程，直至达到预计纠偏位置后一轮调整结束。随后，主控模块获取并计算新的调节量，开始新一轮调整。在调整过程中，若发生电机卡死、纠偏超过范围等情况，主控模块会接收到电机反馈模块发送的异常信号，并向报警输出模块发送报警指示，报警输出模块进行报警。

作为本发明的又一关键改进所在，按照本发明的另一优选实施方式，如图4中所示，所述信号采集模块可包括第一电位器VR1、第二电位器VR2、第一滤波器BP1、第二滤波器BP2、第一运算放大器OP1、第二运算放大器OP2、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一电容C1和第二电容C2。

具体而言，第一电位器VR1一端外接第一纠偏传感器，另一端接第五电阻R5的一端与第一滤波器BP1的输入端，第五电阻R5的另一端接地；第一滤波器BP1的输出端接第一运算放大器OP1的正向输入端，第一运算放大器OP1的负向输入端接第七电阻R7的一端并同时接第一运算放大器OP1的输出端；第七电阻R7的另一端接第一电容C1的正极并将第一传感器信号Vout1接出到主控模块，第一电容C1的负极接地；第二电位器VR2一端外接第二纠偏传感器，另一端接第六电阻R6的一端与第二滤波器BP2的输入端，第六电阻R6的另一端接地；第二滤波器BP2的输出端接第二运算放大器OP2的正向输入端，第二运算放大器OP2的负向输入端接第八电阻R8的一端并同时接第二运算放大器OP2的输出端；第八电阻R8的另一端接第二电容C2的正极并将第二传感器信号Vout2接出到主控模块，第二电容C2的负极接地。

上述信号采集模块的工作原理为：第一纠偏传感器的信号经过第一电位器VR1与第五电阻R5的分压，电压降低，通过手动调节第一电位器的电阻值，可以实现可变系数降压。降压后的信号输入第一滤波器BP1进行滤波，滤波后的信号输入第一运算放大器OP1正向输入端；将第一运算放大器OP1的负向输入端与输出端相连接，第一运算放大器OP1构成电压跟随器，即输出端的电压与正向输入端滤波后的电压相等；第一运算放大器OP1保证了信号的良好输入输出特性，输出的信号通过第七电阻R7、第八电容C1组成的RC滤波环节滤波后，最终信号Vout1输出到主控模块。第二纠偏器的信号输入过程和处理原理与第一纠偏传感器相似。

如图5所示，在本发明的另一个实施例中，柔性膜纠偏控制器还包括设置在操作面板上的分别与主控模块连接的操作模块和显示模块。操作模块用于对所述主控模块输入操作指令，显示模块用于实时显示柔性膜纠偏控制器的工作状态信息与系统信息，通过操作模块与现实模块可以实时观测纠偏传感器位置信息，也能够通过按键对位置进行微调，能够通过按键选择自动纠偏、手动纠偏、对中等模式；并可利用按键设置系统参数(包括使用的纠偏传感器类型、报警提示条件)。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于柔性膜输送的纠偏控制系统，该纠偏控制系统包括多个纠偏控制器、上位机、通讯模块以及多个视觉传感器，其特征在于：

各个所述纠偏控制器分别包括纠偏传感器，信号采集模块、主控模块、电机驱动模块和电机反馈模块，其中纠偏传感器的数量为多个，它们分别设置在柔性膜的横向不同位置处，并用于对输送中的柔性膜的位置信息进行实时检测；信号采集模块的数量同样为多个，并且各个信号采集模块均呈双输入通道的结构，每个输入通道分别配置连接一个所述纠偏传感器，由此对纠偏传感器所输出的模拟信号进行采集，然后将其分别输出至所述主控模块；所述主控模块用于将接收的模拟信号与设定值进行比较计算，相应得到与所述纠偏传感器的数量相等的多个PWM波，并将其继续输出至所述电机驱动模块；所述电机驱动模块利用所述PWM波来控制相应配置的多个纠偏执行器工作，同时将这些纠偏执行器中对应的电流信息分别输出到所述电机反馈模块；所述电机反馈模块与各个所述纠偏执行器相连，并读取其位置和方向信息，同时将该位置和方向信息连同所接收的电流信息一同处理后输出至所述主控模块，由此对主控模块所输出的PWM波进行修正，并形成闭环反馈；

所述上位机通过所述通讯模块与上述所有纠偏控制器信号相连，所述视觉传感器配置在柔性膜边沿处或柔性膜上图案特征的垂直方向，并用于对柔性膜的边线位置或图案特征执行实时检测，以获得柔性膜的位置信息；以此方式，整个纠偏控制系统可实现以下的多种纠偏方案：

(a)协同纠偏方案，其中所述上位机将所述多个纠偏控制器所提供的模拟信号执行加权计算，并将最终计算结果通过所述通讯模块统一输出至各个所述纠偏控制器中的主控模块，该主控模块相应将接收的信息与设定值进行计算得到调节值；

(b)自主纠偏方案，其中各个所述纠偏控制器中的主控模块仅接收来自所述信号采集模块的模拟信号，并将其与设定值进行计算得到调节值；

(c)外部输入纠偏方案，其中所述上位机直接读取所述视觉传感器所检测的柔性膜位置信号，并通过所述通讯模块输出到各个所述纠偏控制器中的主控模块，该主控模块相应将接收的信号与设定值进行计算得到调节值。

2.如权利要求1所述的纠偏控制系统，其特征在于，对于所述电机驱动模块而言，其包括第一至第四电桥驱动器BD1～BD4、第一至第八功率管Q1～Q8、第一至第八二极管D1～D8、第一至第四电阻R1～R4，以及多电机用接插口CON1，其中：

所述第一电桥驱动器BD1的第一输入端与第二输入端分别用于接收来自所述主控模块的第一输出信号和第二输出信号，它的第一输出端和第二输出端则分别连接所述第一功率管Q1与第二功率管Q2的栅极；所述第一功率管Q1的漏极同时与所述第一二极管D1和电源相连，它的源极同时与所述第二功率管Q2的漏极、第一二极管D1的阳极、第二二极管D2的阴极以及所述多电机用接插口CON1的第一接口相接；所述第二功率管Q2的漏极同时与所述第二二极管D2的阳极、所述电机反馈模块的第一信号线以及所述第一电阻R1的一端相连，该第一电阻R1的另一端接地；

所述第二电桥驱动器BD2的第一输入端与第二输入端分别用于接收来自所述主控模块的第三输出信号与第四输出信号，它的第一输出端与第二输出端则分别连接所述第三功率管Q3与第四功率管Q4的栅极；所述第三功率管Q3的漏极同时与所述第三二极管D3和电源相连，它的源极同时与所述第四功率管Q4的漏极、第三二极管D3的阳极、第四二极管D4的阴极以及所述多电机用接插口CON1的第二接口相接；所述第四功率管Q4的漏极同时与所述第四二极管D4的阳极、所述电机反馈模块的第二信号线以及所述第二电阻R2的一端相接，该第二电阻R2的另一端接地；

所述第三电桥驱动器BD3的第一输入端与第二输入端分别用于接收来自所述主控模块的第五输出信号与第六输出信号，它的第一输出端与第二输出端则分别连接所述第五功率管Q5与第六功率管Q6的栅极；所述第五功率管Q5的漏极同时与所述第五二极管D5和电源相连，它的源极同时与所述第六功率管Q6的漏极、第五二极管D5的阳极、第六二极管D6的阴极以及所述多电机用接插口CON1的第三接口相接；所述第六功率管Q6的漏极同时与所述第六二极管D6的阳极、所述电机反馈模块的第三信号线以及所述第三电阻R3的一端相接，该第三电阻R3的另一端接地；

所述第四电桥驱动器BD4的第一输入端与第二输入端分别用于接收来自所述主控模块的第七输出信号与第八输出信号，它的第一输出端与第二输出端则分别连接所述第七功率管Q7与第八功率管Q8的栅极；所述第七功率管Q7的漏极同时与所述第七二极管D7和电源相连接，它的源极同时与所述第八功率管Q8的漏极、第七二极管D7的阳极、第八二极管D8的阴极以及所述多电机用接插口CON1的第四接口相接；所述第八功率管Q8的漏极同时与所述第八二极管D8的阳极、所述电机反馈模块的第四信号线元以及所述第四电阻R4的一端相接，该第四电阻的另一端接地。

3.如权利要求2所述的纠偏控制系统，其特征在于，对于所述信号采集模块而言，其包括第一至第二电位器VR1～VR2、第一至第二滤波器BP1～BP2、第一至第二运算放大器OP1～OP2、第五至第八电阻R5～R8，以及第一至第二电容C1～C2，其中：

所述述第一电位器VR1的一端外接于各个所述信号采集模块所配置的两个纠偏传感器之一，它的另一端则同时与所述第五电阻R5的一端以及所述第一滤波器BP1的输入端相连，该第五电阻R5的另一端接地；

所述第一滤波器BP1的输出端连接所述第一运算放大器OP1的正向输入端，该第一运算放大器OP1的负向输入端则同时与所述第七电阻R7的一端以及所述第一运算放大器OP1的输出端相连；该第七电阻的另一端与所述第一电容C1的正极相连，并将所外接的纠偏传感器的信号输出至所述主控模块，该第一电容C1的负极接地；

所述第二电位器VR1的一端外接于各个所述信号采集模块所配置的另外一个纠偏传感器，它的另一端则同时与所述第六电阻R6的一端以及所述第二滤波器BP2的输入端相连，该第六电阻R6的另一端接地；

所述第二滤波器BP2的输出端连接所述第二运算放大器OP1的正向输入端，该第二运算放大器的负向输入端则同时与所述第八电阻R8的一端以及所述第二运算放大器OP2的输出端相连；该第八电阻R8的另一端与所述第二电容C2的正极相连，并将所外接的纠偏传感器的信号输出至所述主控模块，该第二电容C2的负极接地。

4.如权利要求1-3任意一项所述的纠偏控制系统，其特征在于，各个所述纠偏控制器还包括报警输出模块，该报警输出模块用于接收所述主控模块的报警信号，并进行报警提示。

5.如权利要求4所述的纠偏控制系统，其特征在于，上述纠偏控制信号还包括操作模块和显示模块，其中该操作模块分别与各个所述主控模块相连，并用于对此主控模块输入操作指令；该显示模块用于实时显示柔性膜纠偏控制系统的整体工作状态信息。

6.如权利要求2或3所述的纠偏控制系统，其特征在于，所述柔性膜为太阳能电池柔性衬底薄膜、RFID标签或者柔性薄膜开关。