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注塑机注射速度和保压压力控制及注射保压切换方法研究

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注塑机注射速度和保压压力控制及注射保压切换方法研究

作者：董召然东北大学

学位级别：硕士

注塑成型是塑料加工的一种重要手段,注塑机是注塑成型的主要加工设备。随着社会的不断发展,人们对塑料制品的质量有着越来越高的要求,在这个背景下,研究注塑机控制方法,提高注塑机控制水平具有很重大的现实意义。作为一个典型的间歇循... 详细信息

注塑成型是塑料加工的一种重要手段,注塑机是注塑成型的主要加工设备。随着社会的不断发展,人们对塑料制品的质量有着越来越高的要求,在这个背景下,研究注塑机控制方法,提高注塑机控制水平具有很重大的现实意义。作为一个典型的间歇循环过程,注塑成型过程由注射、保压和冷却等阶段组成,其中注射和保压阶段是决定制品质量最重要的两个阶段,他们的关键变量分别是注射速度和保压压力。此外,注射保压切换点的选取也同样是决定制品质量好坏的重要因素。本文以宁波海天公司生产的型号为HTF58X2的注塑机为研究对象,进行了以下两方面的研究工作:其一对注射速度和保压压力的控制方法进行了研究,其二对注射保压切换方法进行了研究。在注射速度和保压压力控制方法研究方面,为了能更好的选择控制方法,首先对注射速度和保压压力的动态特性进行了测试,测试结果表明它们均具有大时滞、非线性以及时变性的特点,因而难以建立精确模型。而众所周知,迭代学习控制方法适用于重复的批次过程控制,有着不依赖模型、适用于非线性及时变性系统、跟踪精度高、控制器实现简单等优点,因此本文采用了迭代学习的控制策略。其次论文给出了开环迭代学习算法和辅助反馈迭代学习算法的收敛性分析过程,设计了相应的注射速度控制器和保压压力控制器。最后将控制器应用于实验系统,通过比较实验结果,分析了他们各自的特点,并通过和PID控制结果的比较,说明迭代学习控制策略的有效性。在注射保压切换方法研究方面,首先分析了注射保压切换特性,对比了几种常规注射保压切换方法,并指出了他们存在的不足。其次根据实验室条件,提出了基于模腔压力及其变化率的二维模糊推理的注射保压切换方法,并给出了模糊推理器的具体设计方法。最后设计了称重实验,通过对比实验结果验证了本文所提方法较现有方法更为合理而有效。

关键词：注塑机注射速度保压压力注射保压切换迭代学习控制

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注塑机切换过程迭代学习控制研究

注塑机切换过程迭代学习控制研究

作者：李传航沈阳工业大学

学位级别：硕士

随着社会的快速发展,塑料制品的需求不断增长,同时对塑料的生产及质量提出更高的要求,而注塑机作为塑料加工的主要设备,其控制参数、塑料材质都与注塑过程密切相关。在人工智能快速发展的时代下,研究注塑过程的控制方法尤为重要。注塑... 详细信息

随着社会的快速发展,塑料制品的需求不断增长,同时对塑料的生产及质量提出更高的要求,而注塑机作为塑料加工的主要设备,其控制参数、塑料材质都与注塑过程密切相关。在人工智能快速发展的时代下,研究注塑过程的控制方法尤为重要。注塑过程具备分批、时变、非线性、重复性等特点。注塑过程主要包括注射、保压、冷却等过程,其中注射和保压这两个阶段对整个注塑过程最为关键。本文根据注塑过程的特点采用迭代学习控制方法,分别对注射过程和保压过程进行仿真研究。同时针对注塑机切换过程中控制信号跳变、高频干扰等问题,设计了基于注塑机切换过程的滤波型迭代学习控制方法。在切换点加入随机扰动函数,仿真结果表明,滤波型迭代学习控制可以有效滤除随机干扰,且系统没有发散,使信号之间精确跟踪。其中在对注射保压切换过程的仿真中,滤波型迭代学习控制对于随机扰动有较强的抑制作用,但在切换点附近出现较大超调,导致仿真结果不理想。因此,本文从注塑机控制系统的位置-压力控制切换过程进行研究,针对出现的控制信号跳变、高频干扰等问题提出了一种前馈跟踪补偿的策略,保证了控制信号精确跟踪,实现位置控制切换到压力控制更加稳定,平滑。注塑机是沿着直线运行的工业设备,并且电机是注塑机的核心动力装置,因此本文选用永磁直线同步电机(PMLSM)进行研究。通过搭建PMLSM半实物平台,在矢量控制的基础上建立基于滤波型迭代学习控制,同时验证在加入随机扰动的情况下,滤波型迭代学习控制和PD型迭代学习控制分别对直线电机推力的控制情况,实验结果表明滤波型迭代学习控制可以有效滤除非重复扰动,提高控制精度,改善控制效果。

关键词：注射保压切换迭代学习控制滤波型迭代学习控制永磁直线同步电机跟踪补偿

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全电动注塑机曲柄滑块射胶系统设计

全电动注塑机曲柄滑块射胶系统设计

作者：陈鹏华中科技大学

学位级别：硕士

全电动注塑机与传统油压注塑机相比,具有精度高、稳定性好、环保节能等特点,是注塑机发展的方向。射胶系统是全电动注塑机的重要部件,很大程度上决定其成型工艺性能及成型制品的质量。国内全电动注塑机射胶系统多采用伺服电机与滚珠丝... 详细信息

全电动注塑机与传统油压注塑机相比,具有精度高、稳定性好、环保节能等特点,是注塑机发展的方向。射胶系统是全电动注塑机的重要部件,很大程度上决定其成型工艺性能及成型制品的质量。国内全电动注塑机射胶系统多采用伺服电机与滚珠丝杠配合的驱动形式,该结构形式具有注射精度高、重复精度好等特点,但存在成本高、国产丝杠易磨损等缺点。本文研究了全电动注塑机的一种新型曲柄滑块射胶系统的成型特性及其控制方法。基于对曲柄滑块结构的运动学和动力学模型的仿真和分析,结合注射段和保压段进行试验分析,通过与滚珠丝杠的比较,对其注射成型性能的优势与劣势进行了分析:曲柄滑块射胶系统能够产生更高的注射速度及更短的响应时间,此高速性能将更好的适用于高速注塑机中;同时,由于曲柄滑块的结构的非线性,伺服系统固有的时间滞后,导致螺杆注射速度波动很大,降低了注射速度的线性控制精度,对制品性能有不利的影响。针对曲柄滑块上述非线性结构特性导致的射胶系统注射速度线性控制的难题,本文通过Smith预估算法对注射速度控制算法进行优化。利用该算法将系统的时间迟滞环节移到闭环之外,补偿控制环节的滞后性,确保注射速度稳定性,提高工艺性能。通过与传统PID控制方法的对比,减少了注射速度的波动,优化了成型工艺性能。此外,针对目前射胶系统常用的注射保压切换方式的不足之处,基于螺杆位置切换方式,提出了一种螺杆位置提前减速切换的控制策略,从而减少了注射保压切换时熔体的压力波动,保证熔体稳定成型。通过与传统的注射保压切换方式对比,该切换方式将制品的质量重复精度提高一倍,从而验证了该方式的有效性。该注射保压切换方式对于其他形式的射胶系统具有很好的借鉴意义。

关键词：全电动注塑机射胶系统曲柄滑块 Smith预估控制注射保压切换

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电液复合注塑机伺服泵驱动控制系统研究

电液复合注塑机伺服泵驱动控制系统研究

作者：肖小春中南大学

学位级别：硕士

摘要：随着塑料工业的发展,注塑机逐渐向着节能环保、高效率、高精度方向发展。传统的液压注塑机虽然使用寿命长,但能耗大、效率低。全电动注塑机采用伺服永磁同步电机驱动,虽然控制精度高,但价格昂贵,使用寿命短。结合两者的优点,电液... 详细信息

摘要：随着塑料工业的发展,注塑机逐渐向着节能环保、高效率、高精度方向发展。传统的液压注塑机虽然使用寿命长,但能耗大、效率低。全电动注塑机采用伺服永磁同步电机驱动,虽然控制精度高,但价格昂贵,使用寿命短。结合两者的优点,电液复合注塑机已成为发展主流。注塑机工艺要求伺服泵在注射保压过程要进行运行方式的切换。切换过程导致的压力出现冲击或波动,是影响塑料产品质量的主要因素。保持切换过程压力变化平稳是国内外注塑机制造企业和塑料制品生产企业的重要研究课题。因此,研究注塑机控制系统和运行方式切换控制策略,对提高注塑机的性能和产品质量具有重要的意义和实用价值。论文在详细分析注塑机的组成和工作原理以及伺服永磁同步电机控制原理的基础上,采用永磁同步电机的矢量控制算法来实现注塑机的流量控制。针对常用的注射保压切换控制方式的不足,提出一种基于压力变化率的注射保压切换控制策略。在伺服泵从流量控制运行方式切换到压力控制运行方式后,采用模糊白适应PID控制器对系统压力进行调节,使得压力环对液压系统的负载具有较强的鲁棒性。此外,针对永磁同步电机位置检测旋转变压器的信号处理提出一种软件解码策略。论文在最后设计开发了以DSP芯片TMS320F2812为核心的硬件和软件,通过实验验证了旋转变压器信号软件解码方法的有效性,注塑机伺服泵系统速度响应快,抗干扰能力强,流量压力切换过程平稳,压力跟随性能好,能够满足注塑机的实际应用要求。图52幅,表9个,参考文献70篇。

关键词：注塑机矢量控制注射保压切换模糊自适应PID控制器 TMS320F2812