本文關(guān)鍵詞：注塑機(jī)溫度控制系統(tǒng)算法研究與實(shí)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(yīng)用越來越廣泛。為生產(chǎn)精密塑料制品,我國(guó)注塑機(jī)廠商特別注重機(jī)械部件的開發(fā),對(duì)注塑機(jī)控制系統(tǒng)的研發(fā)投入精力不多,注塑機(jī)控制系統(tǒng)大多采用奧地利KEBA等第三方產(chǎn)品,不具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),價(jià)格高且有時(shí)難以適應(yīng)精密注塑的要求。研發(fā)國(guó)產(chǎn)注塑機(jī)控制器和先進(jìn)控制方法,并實(shí)現(xiàn)精密注塑,有利于提高我國(guó)注塑機(jī)控制技術(shù)水平和使國(guó)產(chǎn)注塑機(jī)在國(guó)際市場(chǎng)更有競(jìng)爭(zhēng)力�；谙冗M(jìn)控制與建模實(shí)驗(yàn)室與廣東正茂精機(jī)合作開發(fā)注塑機(jī)控制器項(xiàng)目,要求研發(fā)的注塑機(jī)控制器能實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、速度等多個(gè)參數(shù)的精確控制,為此,選取溫度控制作為研究點(diǎn),以正茂精機(jī)研發(fā)的二板直壓式精密注塑機(jī)作為控制對(duì)象,對(duì)注塑機(jī)溫度控制系統(tǒng)算法進(jìn)行研究,提高注塑機(jī)溫度控制精度。通過查閱國(guó)內(nèi)外有關(guān)注塑機(jī)溫度控制算法的相關(guān)文獻(xiàn),對(duì)注塑機(jī)溫度控制算法研究現(xiàn)狀有了深入的認(rèn)識(shí),并做了以下工作:(1)分析了注塑機(jī)溶膠工藝和溫度特性,采用階躍響應(yīng)辨識(shí)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(jī)溫度數(shù)學(xué)模型。(2)當(dāng)設(shè)定溫度值改變,注塑機(jī)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(jīng)驗(yàn)的分段PID控制算法對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn),并搭建了仿真系統(tǒng),仿真結(jié)果表明穩(wěn)態(tài)誤差控制在可接收范圍內(nèi)。(3)廣義預(yù)測(cè)控制的注塑機(jī)溫度存在計(jì)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(yù)測(cè)控制算法進(jìn)行了改進(jìn),經(jīng)過仿真,注塑機(jī)溫度穩(wěn)態(tài)誤差精度在±0.5℃以內(nèi),表明注塑機(jī)溫度隱式廣義預(yù)測(cè)控制算法是有效的且控制性能優(yōu)越。(4)考慮到目前實(shí)驗(yàn)室采購(gòu)的注塑機(jī)還未到位和注塑機(jī)溫度控制算法傳統(tǒng)測(cè)試方法存在可能損傷機(jī)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(jī)溫度控制算法HIL測(cè)試平臺(tái),并采用動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)分析法驗(yàn)證了數(shù)學(xué)模型的可信性,并對(duì)MIMO注塑機(jī)溫控系統(tǒng)的隱式廣義預(yù)測(cè)控制算法進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試結(jié)果達(dá)到預(yù)期目的。
【關(guān)鍵詞】：注塑機(jī) 溫度控制 分段 PID 隱式廣義預(yù)測(cè) 硬件在環(huán)
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 注塑機(jī)控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 注塑機(jī)溫度控制算法研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3 二板直壓式注塑機(jī)介紹14-17
• 1.3.1 二板直壓式注塑機(jī)結(jié)構(gòu)分析15-16
• 1.3.2 二板直壓式注塑機(jī)性能特點(diǎn)及其工作流程16-17
• 1.4 注塑機(jī)溫度控制算法HIL測(cè)試系統(tǒng)的搭建依據(jù)17-22
• 1.4.1 HIL半實(shí)物仿真技術(shù)17-19
• 1.4.2 注塑機(jī)溫度控制系統(tǒng)算法研究HIL測(cè)試需求研究19
• 1.4.3 HIL測(cè)試系統(tǒng)控制對(duì)象模型驗(yàn)證19-20
• 1.4.4 labview-RT在HIL測(cè)試系統(tǒng)中的應(yīng)用20-22
• 1.5 課題主要研究?jī)?nèi)容22-24
• 2 注塑機(jī)溫度模型的建立24-31
• 2.1 注塑機(jī)溶膠工藝24-25
• 2.2 注塑機(jī)溫度控制原理分析25-26
• 2.3 注塑機(jī)料筒溫度特性研究26-27
• 2.4 注塑機(jī)溫度建模27-30
• 2.4.1 注塑機(jī)溫度理論模型的確立27
• 2.4.2 注塑機(jī)溫度數(shù)學(xué)模型參數(shù)辨識(shí)27-30
• 2.5 小結(jié)30-31
• 3 基于分段PID的注塑機(jī)溫度控制算法研究31-38
• 3.1 注塑機(jī)溫度固定參數(shù)PID控制存在的問題分析31-32
• 3.2 注塑機(jī)溫度分段PID控制32-36
• 3.2.1 分段PID控制參數(shù)庫(kù)的建立33-34
• 3.2.2 注塑機(jī)溫度分段PID仿真系統(tǒng)的建立34-36
• 3.3 注塑機(jī)溫度分段PID控制仿真結(jié)果研究36-37
• 3.4 小結(jié)37-38
• 4 注塑機(jī)溫度隱式廣義預(yù)測(cè)控制算法研究38-48
• 4.1 注塑機(jī)溫度隱式廣義預(yù)測(cè)控制38-39
• 4.2 隱式廣義預(yù)測(cè)控制算法主要控制參數(shù)的選擇39-40
• 4.3 SISO注塑機(jī)溫度隱式廣義預(yù)測(cè)控制仿真研究40-42
• 4.4 MIMO注塑機(jī)溫控系統(tǒng)隱式廣義預(yù)測(cè)控制42-47
• 4.4.1 MIMO注塑機(jī)溫控系統(tǒng)隱式廣義預(yù)測(cè)原理研究42-45
• 4.4.2 MIMO注塑機(jī)溫控系統(tǒng)隱式廣義預(yù)測(cè)控制仿真研究45-47
• 4.5 小結(jié)47-48
• 5 注塑機(jī)溫度控制算法HIL測(cè)試系統(tǒng)48-59
• 5.1 注塑機(jī)溫度控制算法HIL測(cè)試系統(tǒng)性能需求研究48-49
• 5.2 注塑機(jī)溫度控制算法HIL測(cè)試系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)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(jī)溫度控制算法HIL測(cè)試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)51-53
• 5.3.1 數(shù)據(jù)采集卡與Lab VIEW通信51-52
• 5.3.2 人機(jī)界面設(shè)計(jì)52-53
• 5.4 注塑機(jī)溫度控制算法HIL測(cè)試系統(tǒng)搭建53-54
• 5.5 基于動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)分析法的注塑機(jī)溫度模型驗(yàn)證54-57
• 5.5.1 Theil不等式系數(shù)法注塑機(jī)溫度模型驗(yàn)證54-55
• 5.5.2 灰色關(guān)聯(lián)度分析法注塑機(jī)溫度模型驗(yàn)證55-57
• 5.6 MIMO注塑機(jī)溫控系統(tǒng)隱式廣義預(yù)測(cè)控制HIL實(shí)現(xiàn)57-58
• 5.7 小結(jié)58-59
• 總結(jié)與展望59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻(xiàn)61-66
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)位論文及研究成果66

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：521570