注塑机注射螺杆速度控制算法研究与实现

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NISingle-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。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

１ 绪论

1.1 课题来源、背景及意义

1.2 注塑机行业技术发展现状

1.3 注塑机注射速度控制算法研究现状

1.4 本课题主要研究内容

2 注塑成型过程

2.1 注塑机工作原理

2.2 注塑机组成部分

2.3 注塑机过程控制参数

2.4 注塑机注射速度的数学建模

2.5 本章小结

3 注塑机注射速度的迭代学习控制算法研究

3.1 迭代学习控制理论介绍

3.2 注射速度的开环P型迭代学习控制器

3.3 注射速度的闭环PD型迭代学习控制器

3.4 本章小结

4 注塑机注射速度的模糊控制算法研究

4.1 模糊控制基本知识介绍

4.2 注射速度的模糊PID控制器

4.3 注射速度的自组织模糊控制器

4.4 本章小结

5 注塑机控制器控制算法的验证方法

5.1 专用控制器控制算法的验证方法

5.2 半实物仿真控制器控制算法的验证方法

5.3 本章小结

6 总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间参与工作及研究成果