注塑机注射螺杆速度控制算法研究与实现

发布时间：2017-06-06 12:01

  本文关键词：注塑机注射螺杆速度控制算法研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：塑料制品在电子、医疗、汽车等行业应用越来越广泛。注塑机是塑料制品的主要生产设备,国内注塑机控制器大部分是国外的,价格高且有时出现水土不服。课题单位需要研发出一款具有自主知识产权的注塑机控制器,来替代现使用奥地利KEBA的注塑机控制器。围绕课题单位的需求,选取注塑机注射螺杆速度控制(后称注射速度)为研究点,并做了以下的工作：(1)大量查阅注塑机注射速度控制算法的相关文献,对注射速度控制算法进行文献综述。(2)分析注射速度控制系统,对伺服阀和注射液压缸进行建模,得到了注射速度的四阶传递函数模型。(3)针对注射速度重复性特点,提出了注射速度的开环P型迭代学习控制算法,控制效果不理想。在此基础上改进成闭环PD型迭代控制算法,仿真结果表明此算法迭代次数少,超调量小于5%,稳态误差在允许范围内。(4)不同塑料制品所需注射速度不同,常规PID控制器参数需不断试凑,耗时且控制效果不好。模糊PID控制器解决了PID参数整定问题,但外界干扰下超调高达14%,稳态误差波动较大。为此,提出了在线规则修改的自组织模糊控制器,仿真结果证明在外界干扰下有很好的控制效果,超调量降到4%,稳定误差平稳。(5)针对注塑机控制算法的验证方法,提出采用NI Single-Board RIO9623实时单板控制器搭建的半实物注塑机控制器控制算法验证平台。在LABVIEW中实现了本文的注射速度控制算法,同时以生产一次性薄壁饭盒及饭盒盖所需注射速度进行实验,取得了理想的控制效果。
【关键词】：注塑机 注射速度 迭代学习控制 自组织模糊 LABVIEW
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ320.52
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-19
• 1.1 课题来源、背景及意义10-11
• 1.2 注塑机行业技术发展现状11-15
• 1.2.1 国外注塑机行业技术现状11-13
• 1.2.2 国内注塑机行业技术现状13-15
• 1.3 注塑机注射速度控制算法研究现状15-17
• 1.4 本课题主要研究内容17-19
• 2 注塑成型过程19-29
• 2.1 注塑机工作原理19-20
• 2.2 注塑机组成部分20-22
• 2.3 注塑机过程控制参数22-24
• 2.3.1 注塑机温度控制22-23
• 2.3.2 注塑机压力控制23
• 2.3.3 注塑机速度控制23-24
• 2.4 注塑机注射速度的数学建模24-28
• 2.4.1 电液伺服阀数学建模25-26
• 2.4.2 注射液压缸数学建模26-27
• 2.4.3 注射速度的数学模型27-28
• 2.5 本章小结28-29
• 3 注塑机注射速度的迭代学习控制算法研究29-43
• 3.1 迭代学习控制理论介绍29-34
• 3.1.1 迭代学习控制基本原理29-31
• 3.1.2 迭代学习控制一般形式31-32
• 3.1.3 迭代学习控制的学习性能32-33
• 3.1.4 收敛性分析33-34
• 3.2 注射速度的开环P型迭代学习控制器34-39
• 3.2.1 开环P型迭代学习控制器设计34-37
• 3.2.2 仿真研究37-39
• 3.3 注射速度的闭环PD型迭代学习控制器39-42
• 3.3.1 闭环PD型迭代学习控制器设计39-40
• 3.3.2 仿真研究40-42
• 3.4 本章小结42-43
• 4 注塑机注射速度的模糊控制算法研究43-60
• 4.1 模糊控制基本知识介绍43-49
• 4.1.1 模糊集及运算43-45
• 4.1.2 模糊关系45-46
• 4.1.3 模糊推理及规则46-47
• 4.1.4 模糊控制器47-49
• 4.2 注射速度的模糊PID控制器49-54
• 4.2.1 模糊PID控制器设计49-53
• 4.2.2 仿真研究53-54
• 4.3 注射速度的自组织模糊控制器54-59
• 4.3.1 自组织模糊控制器设计54-57
• 4.3.2 仿真研究57-59
• 4.4 本章小结59-60
• 5 注塑机控制器控制算法的验证方法60-68
• 5.1 专用控制器控制算法的验证方法60-61
• 5.2 半实物仿真控制器控制算法的验证方法61-67
• 5.2.1 半实物仿真技术61-62
• 5.2.2 NI LABVIEW虚拟仪器在半实物仿真技术上的应用62-63
• 5.2.3 注塑机控制器控制算法验证平台63-64
• 5.2.4 注射速度控制算法实现64-65
• 5.2.5 实验分析65-67
• 5.3 本章小结67-68
• 6 总结与展望68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-76
• 攻读硕士学位期间参与工作及研究成果76

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本文编号：426272