Studie oor temperatuurbeheermetode van spuitgietmasjien

Voorwoord

Plastiek is 'n algemene materiaal, met ooglopende voordele, soos: ligte kwaliteit, goeie plastisiteit, herbruikbaar, lae koste, ens., dus word dit wyd in verpakking gebruik, medisyne, skoonheidsmiddels en ander velde. As die sleuteltoerusting om plastiekgietwerk te realiseer, die spuitgietmasjien kan die primêre gietwerk maklik realiseer [1,3] van plastiek produkte soos komplekse vorm en hoë-presisie grootte. Ten einde die giet akkuraatheid te verseker, doeltreffendheid en estetika van spuitgietmasjien, die akkuraatheid van radiale temperatuurbeheer van spuitgietmasjiensilinder moet verbeter word. As die temperatuur relatief laag is, dit sal lei tot ongelyke weekmaker van plastiekdeeltjies, toerusting slytasie of skade veroorsaak; as die temperatuur relatief hoog is, die polimeerplastiek sal ontbind, wat los weefsel tot gevolg het, karbonisasie en dan toegedraai in die binnewand van die materiaal silinder of skroef oppervlak, die kwaliteit van die produk ernstig beïnvloed [4,5]. Gewoonlik, volgens die prosesvereistes, die temperatuur van die silinder van die spuitgietmasjien sal in 3 ~ 5 temperatuurintervalle verdeel word, en verskillende plastiese spuitgiettemperatuur sal anders wees, dus is dit moeilik om die radiale temperatuurbeheer van die silinder van die spuitgietmasjien te besef. Die tradisionele PID-beheeralgoritme het die kenmerke van eenvoudige struktuur en vinnige reaksiespoed, wat wyd gebruik word in die temperatuurbeheer van spuitgietmasjiensilinder [6,7]. Vir die multi-temperatuur interval beheer, die spuitgietmasjien neem dikwels meervoudige enkellus PID onafhanklike beheer aan, maar die temperatuurbeheer van die spuitgietmasjien is geneig tot eksterne omgewing, spanningskommeling en ander faktore, en die aangrensende temperatuur interval interfereer met mekaar. Om op te som, die temperatuurbeheer van die spuitgietmasjien het duidelike koppeling en nie-lineariteit. As slegs die tradisionele PID-beheer gebruik word, sy parameters moet herhaaldelik aangepas word, en dit is moeilik om die ideale beheer-effek te bereik. Huidiglik, baie gevorderde beheerstrategieë word in die materiaalsilindertemperatuurbeheeralgoritme bekendgestel, insluitend deskundige beheer, neurale netwerk beheer, fuzzy beheer, optimale tydsbeheer, ens., maar hierdie algoritmes los nie die koppelingsprobleem goed op nie [8~11].

Om hierdie probleem op te los, 'n statiese ontkoppelingsalgoritme gebaseer op neurale netwerk kombineer fuzzy PID-beheer om die temperatuurbeheer-effek van spuitgietmasjien te verbeter.

Geleier temperatuur eienskappe

Die spuitstelsel van die spuitgietmasjien word in figuur getoon 1, insluitend 1-olie silinder, 2-hopper, 3-materiaal silinder, 4-mondstuk, 5-vorm, 6-meetgedeelte verwarmer, 7-kompressie gedeelte verwarmer, 8-soliede vervoer gedeelte verwarmer. Die hele verwarmingsgedeelte kan in soliede vervoergedeelte verdeel word (afdeling I), kompressie afdeling (afdeling II) en meetgedeelte (afdeling III). Elke afdeling is toegerus met onafhanklike verwarmingsdraad, langs die materiaalsilinder gerangskik, en die temperatuurveld wat vir die inspuitproses benodig word, word gekonstrueer deur verskillende temperatuurwaardes in te stel. Plastiekdeeltjies betree die materiaalsilinder deur die hopper, en die oliesilinder sal die skroef druk om die plastiek langs die materiaalsilinder vas te druk. Na voorverhitting, plastiseer, inspuiting, drukbehoud, verkoeling en ander prosesse, die vorm word uiteindelik oopgemaak om plastiekonderdele te kry. Met inagneming van die verskillende verwarmingskrag en die totale hoeveelheid plastiek in verskillende verwarmingsafdelings, die temperatuuraanpassingsmetodes verskil. Daarby, daar is hitte-uitruiling tussen die aangrensende verwarmingsegmente, en elke segment beïnvloed mekaar, dus moet die plastiek temperatuurbeheer die koppelingsprobleem oplos. Op dieselfde tyd, die plastiese digtheid, termiese geleidingsvermoë en diffusiekoëffisiënt sal ook verander, dus is die temperatuurbeheer van die materiaalsilinder nie-lineêr [12~15].

Prent 1. inspuiting stelsel

Soos bogenoem, die silindertemperatuurbeheer van die spuitgietmasjien behoort aan die MIMO-stelsel. Volgens die wet van behoud van energie, die totale hitte Q wat deur die silinderverwarmingsdraad gegenereer word, is gelyk aan die som van die hitte benodig deur die plastieksmelt Q1 en die hitteverlies Q2, en die uitdrukking is as formule (1)

Temperatuurbeheerder ontwerp

Statiese ontkoppelingsalgoritme van neurale netwerke

Die neurale netwerk kan die kartering van veelvuldige insette en veelvuldige uitset realiseer, wat die probleme soos nie-lineariteit en chronotaxis beter kan oplos, en het die voordele van sterk aanpassingsvermoë en opleiding, dus word 'n statiese ontkoppelingsalgoritme in hierdie vraestel voorgestel, ten einde die ontkoppelingsbeheer van die silindertemperatuur te realiseer. Die beheerstelsel wat die fuzzy PID-beheer en die statiese ontkoppelingsalgoritme van die neurale netwerk kombineer, word in figuur getoon 2. In FIG. 2, i 1, i 2 en θ 3 is die temperatuurinstellingswaardes van afdelings I, II en III van die inspuitsilinder onderskeidelik; in1, u2 en u3 is die beheerseine van die fuzzy PID-beheerder van silinderafdelings I, II en III onderskeidelik, en U1, U2 en U3 is die beheerspanning van die verwarmingsdraad van silinder I, II en III onderskeidelik; T1, T2 en T3 is die werklike temperatuur-uitsetwaardes van afdelings I, II en III onderskeidelik.

Die fuzzy kontroleerder neem twee-insette drie-uitvoer struktuur aan, waar die insetveranderlike die temperatuurafwyking e van elke afdeling en die veranderingstempo e is [6,6], die taalteorie-domein is {NB, NM, jy moet ooreenstem met die, SOOS HIERDIE, PS, PM, PM, PB}; die uitsetveranderlike is PID kontroleerder parameter variasie Δ kp, Δki, Δ kd, die teoriedomein is [5,5], die taalteorie-domein is {NB, NM, jy moet ooreenstem met die, SOOS HIERDIE, PS, PM, PB}. Die lidmaatskapfunksie neem die trigonometriese funksie aan, die redenasiemetode neem die Mamdni aan, en die vervaagmetode neem die area swaartepunt-metode aan. Die instellingsbeginsels van die parameters van kp, aan, kd en ander is soos volg:Fuzzy PID-beheerder

As die fout relatief groot is, ten einde die stelselresponsspoed te verbeter en die oorskiet te verminder, hoe groter Δ kp, kleiner Δ ki en Δ kd moet gekies word.

As die fout en die foutveranderingskoers nie groot is nie, ten einde die stelseloorskiet te verminder en die reaksiespoed toepaslik te verbeter, Δ kp, Δ ki en Δ kd moet matig gekies word.

As die foutveranderingskoers relatief klein is, hoe groter Δ kp, Δ ki en 'n kleiner Δ kd moet gekies word. Vae reëlsSoos in tabel getoon 1

Simulasie en eksperimentele studies

simulasie

Om die uitvoerbaarheid en doeltreffendheid van die metode te verifieer, 'n simulasiestudie word uitgevoer. Die temperatuurbeheerstelsel van spuitgietmasjien gebaseer op die tradisionele PID-algoritme en die algoritme wat in die vraestel beskryf word, is gevestig vir simulasievergelyking. Die temperatuur van afdeling I van die spuitgietmasjien is op 180 ℃ gestel, die temperatuur van afdeling II is ingestel op 210℃, en die temperatuur van afdeling III is op 230 ℃ gestel. Die simulasieresultate word in Figuur getoon 4. Die simulasieresultate toon dat die tradisionele PID-beheer die temperatuuroorskiet van seksie I van silinder 4,7 ℃ is en stabiel tydrowend ongeveer 76s; die temperatuuroorskiet van silinder II is 19.3 ℃ en stabiel tydrowend ongeveer 97s; temperatuuroorskiet van silinder III is 15.4℃ en stabiele tyd neem ongeveer 77s. Gebruik die beheeralgoritme wat in die vraestel beskryf word, die temperatuur van afdelings I, II en III is amper nie ooraangepas nie, die temperatuurbeheerkurwe is glad, en die tyd wat nodig is om die bestendige toestand te bereik, sal verminder word. Die resultate toon dat die statiese ontkoppeling van neurale netwerk die invloed van temperatuurkoppelinterferensie goed kan verminder.

Verder, 'n stap-interferensie-hoeveelheid van 20℃ word op die materiaalsilinderafdeling II toegepas by t=130s om die anti-interferensievermoë van die stelsel te verifieer. Die simulasieresultate word in Figuur getoon 5. Dit kan gesien word uit die simulasie resultate dat deur PID beheer, die temperatuuroorskiet van segmente I, II en III is 9,5 ℃, 9.3℃, 4.2℃, ongeveer 30's, 43s en 37s, en die stabiele toestand, in die beheermetode wat in die vraestel beskryf word, is 0,5 ℃, 3.2℃ en 0,4 ℃, oor 8s, 22s en 13s. Die simulasieresultate toon dat die beheermetode goeie ontkoppeling het, anti-inmenging en robuustheid.

• PID beheer simulasie resultate

• Die simulasieresultate van die metode wat in die vraestel beskryf word

verhoor

Die PID beheer algoritme en die fuzzy PID beheer algoritme gebaseer op die statiese ontkoppeling van die neurale netwerk is onderskeidelik oorgeplant vir intydse inspeksie Meet die temperatuur van die materiaal silinder afdeling III om die akkuraatheid van die temperatuur beheer te verifieer. Die eksperimentele toestel word in Figuur getoon 6. Tydens die eksperiment, die temperatuur van silinderafdeling I is op 180℃ gestel, die temperatuur van silinderafdeling II is op 210℃ gestel, en die temperatuur van silinderafdeling III is op 230 ℃ gestel. Die toetsresultate word in tabel getoon 2. Die toetsresultate toon dat die beheermetode die temperatuurbeheerakkuraatheid kan verbeter, wat goeie ontkoppelingsvermoë en anti-inmengingsvermoë het

Masjien prentjie