本文關鍵詞：注塑機溫度控制系統(tǒng)算法研究與實現(xiàn)

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【摘要】：精密塑料制品在電子、醫(yī)療、汽車等行業(yè)應用越來越廣泛。為生產精密塑料制品,我國注塑機廠商特別注重機械部件的開發(fā),對注塑機控制系統(tǒng)的研發(fā)投入精力不多,注塑機控制系統(tǒng)大多采用奧地利KEBA等第三方產品,不具有自主知識產權,價格高且有時難以適應精密注塑的要求。研發(fā)國產注塑機控制器和先進控制方法,并實現(xiàn)精密注塑,有利于提高我國注塑機控制技術水平和使國產注塑機在國際市場更有競爭力�；谙冗M控制與建模實驗室與廣東正茂精機合作開發(fā)注塑機控制器項目,要求研發(fā)的注塑機控制器能實現(xiàn)對溫度、壓力、速度等多個參數(shù)的精確控制,為此,選取溫度控制作為研究點,以正茂精機研發(fā)的二板直壓式精密注塑機作為控制對象,對注塑機溫度控制系統(tǒng)算法進行研究,提高注塑機溫度控制精度。通過查閱國內外有關注塑機溫度控制算法的相關文獻,對注塑機溫度控制算法研究現(xiàn)狀有了深入的認識,并做了以下工作:(1)分析了注塑機溶膠工藝和溫度特性,采用階躍響應辨識建模法,建立了考慮相鄰段之間干擾的矩陣傳遞函數(shù)注塑機溫度數(shù)學模型。(2)當設定溫度值改變,注塑機固定參數(shù)PID溫度控制存在穩(wěn)態(tài)誤差不穩(wěn)定的情況,采用基于專家經驗的分段PID控制算法對其進行了改進,并搭建了仿真系統(tǒng),仿真結果表明穩(wěn)態(tài)誤差控制在可接收范圍內。(3)廣義預測控制的注塑機溫度存在計算量大,且相鄰加熱段之間存在互相干擾的情況,采用控制量前饋控制的隱式廣義預測控制算法進行了改進,經過仿真,注塑機溫度穩(wěn)態(tài)誤差精度在±0.5℃以內,表明注塑機溫度隱式廣義預測控制算法是有效的且控制性能優(yōu)越。(4)考慮到目前實驗室采購的注塑機還未到位和注塑機溫度控制算法傳統(tǒng)測試方法存在可能損傷機器的不足,基于NI RIO9623控制和STM32數(shù)據(jù)采集卡搭建了注塑機溫度控制算法HIL測試平臺,并采用動態(tài)關聯(lián)分析法驗證了數(shù)學模型的可信性,并對MIMO注塑機溫控系統(tǒng)的隱式廣義預測控制算法進行測試,測試結果達到預期目的。
【關鍵詞】：注塑機 溫度控制 分段 PID 隱式廣義預測 硬件在環(huán)
【學位授予單位】：西南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ320.52;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-24
• 1.1 課題來源、研究背景及意義9-10
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 注塑機控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 注塑機溫度控制算法研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3 二板直壓式注塑機介紹14-17
• 1.3.1 二板直壓式注塑機結構分析15-16
• 1.3.2 二板直壓式注塑機性能特點及其工作流程16-17
• 1.4 注塑機溫度控制算法HIL測試系統(tǒng)的搭建依據(jù)17-22
• 1.4.1 HIL半實物仿真技術17-19
• 1.4.2 注塑機溫度控制系統(tǒng)算法研究HIL測試需求研究19
• 1.4.3 HIL測試系統(tǒng)控制對象模型驗證19-20
• 1.4.4 labview-RT在HIL測試系統(tǒng)中的應用20-22
• 1.5 課題主要研究內容22-24
• 2 注塑機溫度模型的建立24-31
• 2.1 注塑機溶膠工藝24-25
• 2.2 注塑機溫度控制原理分析25-26
• 2.3 注塑機料筒溫度特性研究26-27
• 2.4 注塑機溫度建模27-30
• 2.4.1 注塑機溫度理論模型的確立27
• 2.4.2 注塑機溫度數(shù)學模型參數(shù)辨識27-30
• 2.5 小結30-31
• 3 基于分段PID的注塑機溫度控制算法研究31-38
• 3.1 注塑機溫度固定參數(shù)PID控制存在的問題分析31-32
• 3.2 注塑機溫度分段PID控制32-36
• 3.2.1 分段PID控制參數(shù)庫的建立33-34
• 3.2.2 注塑機溫度分段PID仿真系統(tǒng)的建立34-36
• 3.3 注塑機溫度分段PID控制仿真結果研究36-37
• 3.4 小結37-38
• 4 注塑機溫度隱式廣義預測控制算法研究38-48
• 4.1 注塑機溫度隱式廣義預測控制38-39
• 4.2 隱式廣義預測控制算法主要控制參數(shù)的選擇39-40
• 4.3 SISO注塑機溫度隱式廣義預測控制仿真研究40-42
• 4.4 MIMO注塑機溫控系統(tǒng)隱式廣義預測控制42-47
• 4.4.1 MIMO注塑機溫控系統(tǒng)隱式廣義預測原理研究42-45
• 4.4.2 MIMO注塑機溫控系統(tǒng)隱式廣義預測控制仿真研究45-47
• 4.5 小結47-48
• 5 注塑機溫度控制算法HIL測試系統(tǒng)48-59
• 5.1 注塑機溫度控制算法HIL測試系統(tǒng)性能需求研究48-49
• 5.2 注塑機溫度控制算法HIL測試系統(tǒng)硬件設計49-51
• 5.2.1 NI Single-Board RIO 9623控制器49-50
• 5.2.2 STM32數(shù)據(jù)采集卡50-51
• 5.3 注塑機溫度控制算法HIL測試系統(tǒng)軟件設計51-53
• 5.3.1 數(shù)據(jù)采集卡與Lab VIEW通信51-52
• 5.3.2 人機界面設計52-53
• 5.4 注塑機溫度控制算法HIL測試系統(tǒng)搭建53-54
• 5.5 基于動態(tài)關聯(lián)分析法的注塑機溫度模型驗證54-57
• 5.5.1 Theil不等式系數(shù)法注塑機溫度模型驗證54-55
• 5.5.2 灰色關聯(lián)度分析法注塑機溫度模型驗證55-57
• 5.6 MIMO注塑機溫控系統(tǒng)隱式廣義預測控制HIL實現(xiàn)57-58
• 5.7 小結58-59
• 總結與展望59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻61-66
• 攻讀學位期間發(fā)表的學位論文及研究成果66

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 黃步明;二板式注塑機的技術及發(fā)展[J];工程塑料應用;2000年06期

2 黃步明;;黃步明 細數(shù)“全液壓”與“全電動”之短長[J];國外塑料;2006年01期

3 王文林,宋執(zhí)環(huán),韓波,李平;注塑機計算機控制系統(tǒng)設計[J];機電工程;2000年02期

4 任文明;周江華;王生;;小型飛艇自駕儀硬件在回路仿真平臺設計[J];計算機工程;2011年02期

5 彭宇寧;朱后;;利用DLL技術實現(xiàn)LabVIEW和MATLAB混合編程[J];計算機與現(xiàn)代化;2007年08期

6 黃步明;四缸直鎖二板式精密注塑機的研制[J];中國塑料;1999年01期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉吉順;面向產品工程化的混合動力客車控制系統(tǒng)研究[D];吉林大學;2013年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 曾璐;基于ARM的注塑機控制系統(tǒng)的研究與設計[D];江西理工大學;2008年

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本文編號：521570