波纹管生产过程多点温度控制系统的研究与开发

论文题目: 波纹管生产过程多点温度控制系统的研究与开发

论文类型: 硕士论文

论文专业: 机械工程

作者: 宋嘉玉

导师: 石晓晶,孙逊

关键词: 料筒温度特性,模糊控制,单片机,温度控制

文献来源: 南京理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文通过对波纹管生产过程的分析，指出生产过程在测控方面主要存在的问题，研究国内外温度控制系统的现状和发展，针对波纹管生产工艺的特殊性要求，分析了影响料筒温度变化的各种变量，测试了挤出机料筒温度特性，通过对PID、Dahlin算法、Smith预估器和模糊控制等方法的比较分析，提出用带分段积分环节的模糊控制方法来控制波纹管生产的温度值，并完成模糊控制器的设计。采用模糊控制具有容易实现，且有稳定性好、误差小的特点。利用单片机技术开发了波纹管生产控制系统的硬件和软件，并对系统进行抗干扰措施及测试，验证了系统的正确性，实现了对波纹管生产的多点温度控制。通过对该生产过程的自动化改造，使生产工艺得到优化、产品质量及管理水平得以提高、并使控制系统设计的性价比达到最佳。

论文目录:

声明

摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 课题的背景和意义

1.2 国内外波纹管生产过程温度控制系统的现状

1.3 温度是影响波纹管质量的关键因素

1.3.1 双壁波纹管的生产工艺流程

1.3.2 温度对挤出质量的影响

1.4 课题研究的主要内容

2 塑料挤出机温度控制系统的分析与研究

2.1 料筒特性测试

2.2 PID控制

2.2.1 PID调节器参数选择

2.2.2 采样周期选择

2.2.3 PID控制实验结果及分析

2.3 针对大滞后系统的控制方法

2.4 模糊控制

2.4.1 模糊控制器的原理

2.4.2 模糊控制器各部分实现方法

2.4.3 模糊控制器的设计

2.5 模糊控制与PID控制的比较分析

3 波纹管温度控制系统的实现

3.1 建立挤出机温度控制模型的理论依据

3.2 系统设计的基本思想

3.3 系统概述

3.4 系统控制结构

3.5 系统控制原理

3.5.1 误差模糊子集的隶属函数

3.5.2 误差变化模糊子集Ec的隶属函数

3.5.3 输出量模糊子集的隶属函数

3.5.4 模糊控制规则

3.5.5 模糊判决

4 波纹管生产温度控制系统的硬软件设计与开发

4.1 系统概述

4.2 系统硬件构成研究与实现

4.2.1 温度传感器

4.2.2 输入通道构成

4.2.3 80C98单片机

4.2.4 输出通道构成

4.2.5 显示、报警部分

4.2.6 系统的通讯

4.2.7 单片机系统原理图

4.3 系统软件设计

4.3.1 上位机程序模块

4.3.2 下位机程序

4.3.3 通信程序模块

5 控制系统的抗干扰措施

5.1 硬件抗干扰措施

5.1.1 浮空-屏蔽接地方案

5.1.2 滤波方法

5.1.3 配置去耦电容

5.1.4 采取隔离措施

5.2 软件的抗干扰措施

5.2.1 一阶低通滤波措施

5.2.2 50Hz滤波器

5.2.3 算术平均滤波

6 系统测试

6.1 实时测试

6.2 扰动测试

7 系统装配图

8 小结与展望

致谢

参考文献

发布时间: 2006-12-06

参考文献

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波纹管生产过程多点温度控制系统的研究与开发

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