注塑机料筒温度控制算法研究

作     者：罗帆 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：崔树标

授予年度：2015年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：注塑机料筒 升温控制 稳态温度控制 时间优化控制 模糊PID 规则自组织控制器 

摘      要：注塑机料筒温度作为注塑成型工艺中的重要参数,其精确控制是注塑制品成型质量的保障。国内注塑机料筒温度控制大多依赖PID控制方法,系统鲁棒性较好,但温度控制精度低,超调量大。本文从料筒升温控制和稳态温度控制两方面研究了注塑机料筒温度控制方法,并将该方法应用于基于“华中8型数控系统的注塑机料筒温度控制系统中。本文对注塑机料筒温度控制系统进行了整体设计,完成了关键设备选型,软件系统架构与部分实现,并利用Qt开发了主要的功能界面。在升温控制的研究中,建立了基于最短时间的注塑机料筒快速升温模型,以非线性系统的最短时间控制理论,求解了料筒升温控制最短时间问题,提出了基于开环测试的料筒升温时间优化控制算法,实验验证了该控制方法能在保证料筒温度超调2℃以内完成快速升温。在料筒稳态温度控制中,研究了料筒稳态温度特性,设计了模糊控制与PID控制相结合的料筒温度控制器。模糊PID控制虽然有效的提高了控制精度,但存在规则库依赖于塑料种类、料筒结构,人为确定困难。针对该问题,本文提出了一种规则自组织模糊PID控制方法,可对模糊控制规则自适应在线修正。最后,通过对比实验验证了本文研究的注塑机料筒多段温度控制方法的稳态控制精度达到?1℃、温度超调小于1℃。