变论域自适应模糊控制的木塑挤出机料筒温度控制研究

发布时间：2017-07-29 18:05

  本文关键词：变论域自适应模糊控制的木塑挤出机料筒温度控制研究

  更多相关文章： 木塑复合材料 料筒温度 模糊控制 论域可变

【摘要】：木塑复合材料作为一种新型绿色环保材料,现己在仓储、建筑、包装等领域得到应用。然而实际生产中,木塑挤出机料筒温度控制精度不足导致木塑复合材料大规模、高质量生产受到制约。因此,寻求一种高效率、高质量的控制方案成为提高生产效率、扩大推广范围最有效的途径。本论文源于国家林业公益性行业科研专项“绿色节能木塑门窗关键技术研究与示范”(项目号：201204802),针对木塑复合材料挤出工艺进行分析,并对挤出机温度控制特点进行深入研究,得出料筒温度控制精度是影响产品品质的重要因素之一。本文以木塑挤出机料筒温度为研究对象,通过对控制算法的改进,达到提高控制精度、减小系统波动获取一种最佳控制方案的目的。首先对挤出料筒温度控制的常用方案进行了分析,并在MATLAB中对PID控制、模糊控制、模糊自整定PID控制方案进行仿真,仿真结果表明上述料筒温度控制算法均无法达到预计控制精度。因此,本文提出将论域可变思想应用于料筒温度控制。在MATLAB中扩展S函数,对基于变论域自适应模糊控制、变论域自适应模糊PID控制的木塑挤出机料筒温度控制系统进行仿真,仿真结果表明上述方案具有超调小、上升时间短的优点,但不同伸缩因子的选取,会极大地影响控制效果,且该算法在零点附近会产生控制死区。为进一步提升控制器性能,通过对变论域自适应模糊控制系统中的暂态、稳态参数的分析,结合变论域自适应模糊控制实际应用中存在的问题,对变论域自适应模糊控制算法中伸缩因子设计的难点,引入符号函数,设计监督控制并设计引入修正因子后的p自适应律,对变论域自适应模糊控制进行改进。仿真结果表明,优化后的基于变论域自适应模糊控制的料筒温度控制系统可有效地提高控制效果,避免控制死区的产生,且抗干扰能力良好,有利于提升挤出木塑成品品质,对绿色木塑复合材料制品的推广有非常重要意义。
【关键词】：木塑复合材料 料筒温度 模糊控制 论域可变
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB33;TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 课题背景9-11
• 1.1.1 课题来源9-10
• 1.1.2 研究意义10-11
• 1.2 木塑复合材料的发展及应用11-12
• 1.3 国内外挤出机的发展与研究情况12-14
• 1.4 论文主要研究内容14-15
• 2 木塑复合材料挤出工艺及数学模型建立15-28
• 2.1 木塑复合材料挤出工艺流程15-24
• 2.1.1 木塑复合材料成型方式15-17
• 2.1.2 挤出成型设备的分类及工艺17-21
• 2.1.3 温度对木塑挤出过程的影响21-24
• 2.2 木塑复合材料料筒温度控制系统建模24-27
• 2.3 本章小结27-28
• 3 木塑挤出机料筒温度的模糊自整定PID参数控制器设计28-39
• 3.1 挤出机料筒温度常用控制方法的分析与仿真28-30
• 3.2 模糊控制基本理论30-35
• 3.2.1 模糊控制理论基础30
• 3.2.2 模糊逻辑系统30-33
• 3.2.3 模糊控制器设计33
• 3.2.4 基本控制方法仿真33-35
• 3.3 木塑挤出机料筒温度的模糊自整定PID参数控制器35-38
• 3.3.1 模糊自整定PID参数控制系统框图35
• 3.3.2 输入输出模糊化35-36
• 3.3.3 隶属函数的选取36-37
• 3.3.4 模糊规则状态表37
• 3.3.5 仿真与分析37-38
• 3.4 本章小结38-39
• 4 木塑挤出机料筒温度变论域自适应模糊控制器设计39-58
• 4.1 变论域自适应模糊控制研究现状及基础39-40
• 4.1.1 变论域自适应模糊控制研究现状39
• 4.1.2 变论域自适应模糊控制基础39-40
• 4.2 木塑挤出机料筒温度的变论域自适应模糊控制器设计40-44
• 4.2.1 变论域自适应模糊控制系统框图40-41
• 4.2.2 输入输出模糊化41
• 4.2.3 隶属函数的选取41-42
• 4.2.4 模糊规则状态表42
• 4.2.5 伸缩因子的选择42-43
• 4.2.6 变论域自适应模糊控制仿真及分析43-44
• 4.3 木塑挤出机料筒温度的变论域自适应模糊PID控制器44-46
• 4.3.1 变论域模糊PID控制系统框图与模糊控制规则库44-46
• 4.3.2 变论域自适应模糊PID控制器仿真与分析46
• 4.4 木塑挤出机料筒温度的代伸缩因子变论域自适应模糊控制器46-56
• 4.4.1 伸缩因子分析47-52
• 4.4.2 改进型代伸缩因子变论域自适应控制器设计52-54
• 4.4.3 改进型代伸缩因子变论域自适应控制仿真54-56
• 4.5 本章小结56-58
• 结论58-59
• 参考文献59-62
• 附录62-63
• 攻读学位期间发表的学术论文63-64
• 致谢64-65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘睿;;螺杆挤出机优化设计的现状[J];塑料科技;2016年03期

2 谭兵文;李春文;;几种变论域伸缩因子选择方法的比较研究[J];科学技术与工程;2013年04期

3 邵诚;董希文;王晓芳;;变论域模糊控制器伸缩因子的选择方法[J];信息与控制;2010年05期

4 李光哲;;木塑复合材料的研究热点及发展趋势[J];木材加工机械;2010年02期

5 沈凡成;贾润礼;;木塑复合材料的研究进展与发展前景[J];塑料助剂;2010年01期

6 王伟宏;李春桃;王清文;;木塑复合材料产业化现状及制造关键技术[J];现代化工;2010年01期

7 赵云涛;王京;谢新亮;侯强;;基于多层蚁群算法的变论域模糊控制[J];模式识别与人工智能;2009年05期

8 伍波;张求慧;李建章;;木塑复合材料的研究进展及发展趋势[J];材料导报;2009年13期

9 席军;刘廷华;;木塑复合材料的生产应用现状[J];广东塑料;2006年03期

10 徐静波,徐望人;变论域分形控制研究[J];东华大学学报(自然科学版);2004年04期

，

本文编号：590388