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

论文摘要

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。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 注塑成型过程介绍
• 1.1.1 注塑机的结构组成
• 1.1.2 注塑过程介绍
• 1.1.3 注塑过程控制简介
• 1.2 课题相关研究现状
• 1.3 本文主要工作
• 第2章 实验装置
• 2.1 实验用注塑机
• 2.1.1 注塑机系统参数
• 2.1.2 注塑机液压控制系统
• 2.2 数据检测与采集系统
• 2.3 计算机控制系统
• 2.4 本章小结
• 第3章 注射速度和保压压力控制方法研究
• 3.1 注射保压过程动态特性分析
• 3.1.1 注射速度动态特性分析
• 3.1.2 保压压力动态特性分析
• 3.2 注射保压过程控制策略
• 3.2.1 迭代学习控制方法概述
• 3.2.2 开环迭代学习控制策略
• 3.2.3 辅助反馈迭代学习控制策略
• 3.3 实验及结果分析
• 3.3.1 注射速度控制实验结果及分析
• 3.3.2 保压压力控制实验结果及分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 注射保压切换方法研究
• 4.1 注射保压切换特性分析
• 4.1.1 注射保压切换及切换依据
• 4.1.2 常用注射保压切换方法
• 4.2 基于模糊推理的注射保压切换方法
• 4.2.1 模糊推理系统简介
• 4.2.2 模糊推理系统实现
• 4.3 实验及结果分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢