注塑保压过程的变参数PID控制方法

发布时间：2017-07-14 17:07

  本文关键词：注塑保压过程的变参数PID控制方法

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【摘要】：注塑成型是目前应用非常广泛的一种塑料加工技术,该生产过程关键变量的精准控制是决定注塑制品质量的非常重要的因素。注塑生产过程中,保压压力是注塑保压阶段的关键过程变量,具有较明显的非线性和时变特性,因此建立注塑保压过程的对象模型来精确描述该过程对于保压压力的精准控制有非常重要的作用。PID控制是现代工业生产中使用频率非常高的一种控制手段,它具有控制器结构简单、鲁棒性好等优点,在注塑设备中被广泛使用。本项目针对注塑保压过程的复杂特性,设计了一种变参数PID控制方法,实现保压压力的精准控制。本文的主要研究成果如下：1、针对注塑过程保压阶段的过程特点,建立了注塑过程保压段的LPV(Linear Parameter Variable)模型,并对模型的精度进行了校验。结果表明,所建立的过程模型能够准确地描述注塑保压过程的复杂特性,可以有效应用于注塑过程保压段的闭环PID控制器设计。2、根据LPV模型结构中各个工作点对应的模型,通过IMC-PID(内模PID)的参数整定方法,得到各工作点模型对应的PID控制器参数。将得到的工作点模型对应的控制器参数与LPV模型结构相结合,设计了变参数的PID控制器,并在工业级注塑平台上进行了方法验证。实验结果充分证明了本文所设计的变参数PID控制器的良好性能和实用价值。
【关键词】：注塑保压过程 LPV建模 PID参数整定 变参数PID控制
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ320.662;TP273
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第一章 绪论10-25
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 注塑成型过程11-17
• 1.2.1 注塑装备简介11-13
• 1.2.2 注塑生产过程简介13-15
• 1.2.3 注塑过程控制变量15-16
• 1.2.4 注塑过程特性16-17
• 1.3 注塑成型设备发展历程及控制技术研究现状17-20
• 1.3.1 注塑成型设备国内外发展历程17-18
• 1.3.2 注塑过程控制技术研究现状18-20
• 1.4 非线性建模方法简介20-21
• 1.5 PID控制器参数整定方法简介21-23
• 1.6 论文结构23-25
• 第二章 注塑保压过程LPV建模方法25-44
• 2.1 注塑保压过程特性25-27
• 2.2 注塑机实验平台27-31
• 2.2.1 注塑平台硬件设备27-28
• 2.2.2 注塑平台控制系统28-31
• 2.3 LPV模型建模方法31-33
• 2.4 注塑保压过程模型33-40
• 2.4.1 注塑保压过程辨识实验33-36
• 2.4.2 模型阶次检验36-37
• 2.4.3 注塑保压过程的LPV模型37-40
• 2.5 过程模型校验40-43
• 2.6 本章小结43-44
• 第三章 注塑保压过程的变参数PID控制方法44-59
• 3.1 PID控制器参数整定方法44-51
• 3.1.1 IMC控制器44-46
• 3.1.2 IMC-PID参数整定方法46-49
• 3.1.3 整定效果比较49-51
• 3.2 变参数PID控制器设计51-52
• 3.3 注塑平台验证52-58
• 3.3.1 注塑平台实验设计53-54
• 3.3.2 控制性能评价指标54
• 3.3.3 实验结果分析54-58
• 3.4 本章小结58-59
• 第四章 总结和展望59-61
• 4.1 论文总结59
• 4.2 研究展望59-61
• 参考文献61-64

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本文编号：541898