發(fā)布時間：2017-09-13 14:19

  本文關(guān)鍵詞：注塑過程快速高效2D控制

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【摘要】：注塑過程是目前應(yīng)用較為廣泛的塑料加工方法,其保壓壓力、注射速度等過程參數(shù)的控制品質(zhì)是影響制品質(zhì)量的關(guān)鍵因素。注塑過程是一種典型的間歇過程,具有時間軸和批次軸的2維動態(tài)特性。但是,由于注塑過程的快速性和控制器軟硬件限制,傳統(tǒng)的2D算法因其復(fù)雜性難以在注塑機控制器上實現(xiàn)。因此,對于以注塑過程為典型代表的快速間歇過程,如何研究一種快速高效的2維控制算法,在保證閉環(huán)控制性能的前提下,同時解決實時計算量大、占用計算資源多的問題,一直是近年來過程控制的研究熱點。針對這種需求,本論文開展了面向注塑過程的快速高效2D控制算法研究。本文的主要研究內(nèi)容和成果如下：1.在2D控制框架下,將預(yù)測函數(shù)控制(PFC)和迭代學(xué)習(xí)控制(ILC)相結(jié)合,提出了一種2D預(yù)測函數(shù)控制(2D-PFC)算法；分析了算法的高效性和參數(shù)整定策略；最后,通過仿真對算法的收斂性、抗擾性、約束處理等方面進行驗證,并與IMC-PID的控制性能進行了對比,表明了算法的優(yōu)越性。2.考慮到注塑控制系統(tǒng)的軟硬件限制問題,通過采用單基函數(shù)和雙基函數(shù),對2D-PFC算法進行簡化,進一步降低算法的在線和離線的運算量。利用2D-PFC簡化算法,在工業(yè)注塑機上實現(xiàn)了注射速度和保壓壓力的閉環(huán)控制,實驗結(jié)果驗證了算法的高性能和實用性。3.在單基函數(shù)2D-PFC基礎(chǔ)上,進一步通過采用一階加純滯后模型描述注塑過程,分析過程和模型之間的誤差并進行預(yù)估,設(shè)計了基于2D誤差預(yù)估的預(yù)測函數(shù)控制算法,所得控制律更加簡潔且控制參數(shù)易于整定。最后通過仿真實驗測試了算法的收斂性、抗擾性和高階失配下的控制性能,并與MC-PID控制性能進行了對比,表明了算法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：注塑過程 迭代學(xué)習(xí)控制 預(yù)測函數(shù)控制 2D控制
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ320.66;TP273
【目錄】：

• 致謝5-7
• 摘要7-8
• Abstract8-12
• 第一章 緒論12-26
• 1.1 課題研究背景及意義12-13
• 1.2 注塑機的發(fā)展歷程及技術(shù)現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 注塑機國內(nèi)外發(fā)展歷程13
• 1.2.2 注塑機控制技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢13-15
• 1.3 預(yù)測控制理論簡介15-20
• 1.3.1 模型預(yù)測控制15-18
• 1.3.2 預(yù)測函數(shù)控制18-20
• 1.4 2D控制簡介20-23
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容及安排23-26
• 第二章 注塑過程原理及實驗平臺26-34
• 2.1 注塑機結(jié)構(gòu)組成26-27
• 2.2 注塑過程介紹27-28
• 2.3 注塑過程控制變量28-30
• 2.4 注塑成型實驗平臺30-33
• 2.4.1 實驗用注塑機30-31
• 2.4.2 實驗?zāi)＞?/span>31-32
• 2.4.3 實驗材料32
• 2.4.4 實驗控制平臺32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第三章 注塑過程2D預(yù)測函數(shù)控制34-60
• 3.1 引言34-35
• 3.2 2D預(yù)測函數(shù)控制算法35-45
• 3.2.1 算法推導(dǎo)35-43
• 3.2.2 算法分析43-45
• 3.3 仿真與實驗驗證45-57
• 3.3.1 仿真結(jié)果46-55
• 3.3.2 實驗結(jié)果55-57
• 3.4 本章小結(jié)57-60
• 第四章 基于2D誤差預(yù)估的注塑過程預(yù)測函數(shù)控制60-74
• 4.1 引言60-61
• 4.2 算法推導(dǎo)61-66
• 4.2.1 注塑過程數(shù)學(xué)描述及誤差分析61-63
• 4.2.2 控制器設(shè)計63-65
• 4.2.3 參數(shù)整定65-66
• 4.3 算法驗證66-72
• 4.3.1 Case 1：收斂性測試67-68
• 4.3.2 Case 2：抗擾動測試68-70
• 4.3.3 Case 3：高階失配70-71
• 4.3.4 Case 4：與IMC-PID控制性能對比71-72
• 4.4 本章小結(jié)72-74
• 第五章 總結(jié)和展望74-76
• 5.1 總結(jié)74-75
• 5.2 展望75-76
• 參考文獻76-84
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文與成果84

【參考文獻】

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本文編號：844205