基于三菱CPU的压铸机模糊控制应用

摘要

本文介绍了使用三菱C语言PLC在压铸机自动压射系统速度及压力控制器上的软硬件设计。压铸机是压铸生产的专用设备，压铸机性能的优劣直接影响了产品的生产质量、生产效率及管理成本。高速及高压是压力铸造过程中两大特点。在压力铸造过程中金属溶液以较高的速度充填模具型腔，型腔中的空气很难较快排出，会以气孔的形式存在于金属铸件中，降低金属的抗疲劳等力学性能，不利于产品的热处理，同时还降低了产品的耐磨性，所以合适的压铸速度控制对于铸件铸造质量及产量是非常必要的。然而，压铸机的精确数学模型是很难获得的。由于压射控制系统由液压系统构成，通过电液伺服阀的流量控制来控制压射的速度，该控制对象具有非线性分量，因此传统的控制方法很难对压射系统的速度曲线有非常精确的控制，容易造成控制速度的过冲或调整时间长等问题。所以采用新的智能控制算法是十分必要的。同时压铸机的保压控制对于模具的使用寿命及铸件的质量也有着十分重要的影响，同时压力的保持控制是通过一个比例伺服阀来完成的，存在非线性的分量，所以也通过模糊控制非线性逼近的这一特点，设计出相应的模糊控制方式进行控制。
　　本文以一台压射行程400mm、液压压射力14Mpa的压铸机为例，说明了压铸机压射系统的工作原理及构造，提出了压力的保持控制及压射速度控制在保证产品质量方面十分关键，强调了不同压射速度及压力保持控制情况对产品金属力学的影响。
　　通过分别对压铸机压力保持控制及压射速度控制进行建模，在压力保持控制中，使用模糊控制方法，建立模糊控制模型，设计模糊控制器的算法，通过与PID的控制进行比较发现，模糊控制的结果能更好地达到控制要求，保证控制效果。
　　在压铸机压射控制中，首先建立压射速度与伺服阀模拟量输入的关系，然后对该压铸机的压射系统建立 T-S模糊控制模型，通过 C-均值模糊聚类辨识模型的前件结构和前件参数，通过最小二乘法对模型的后件进行辨识，设计出压铸机压射系统的控制智能控制算法。该算可以对液压系统中电液伺服阀的非线性曲线进行逼近，较好的贴近被控对象的动作状态。经过实验数据的离线测试及实际设备在线测试后发现该控制算法可以非常有效的控制压铸压射动作，有较好的指令跟随性及动态特性，提高了产品铸造质量。
　　综上所述，本文得出模糊控制这种智能控制方法在压铸机的整体性能控制上有较好的应用，市场前景广阔。

目录

声明

第一章 绪论

1.1课题研究的背景及意义

1.2压铸机压射系统的传统控制方法

1.3模糊建模的发展

1.4 模糊命题的种类

1.5 本文研究的主要内容

第二章 压铸机结构介绍

2.1压铸机的发展

2.2压铸机的种类

2.3压铸机的组成结构

2.4 本章小结

第三章 压铸机压铸工艺介绍及液压电气系统设计

3.1 压铸机压铸工艺介绍

3.2影响金属压铸效果的因素

3.3 液压系统设计

3.4 压铸机电控部分设计

3.5本章小结

第四章 压铸压力控制系统模糊控制器设计

4.1引言

4.2 模糊控制类型

4.3 模糊系统的辨识

4.4 模糊控制系统的基本组成

4.5 模糊控制器的设计

4.6压铸机压力控制模糊控制器的设计

4.7本章小结

第五章 压铸机压射系统模糊模型设计

5.1 引言

5.2 模糊系统模型确立

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

就读上海交通大学工程硕士期间发表的论文