Injekzio-makinaren tenperatura kontrolatzeko metodoari buruzko azterketa

Hitzaurrea

Plastikoa ohiko materiala da, abantaila nabariekin, esaterako: argiaren kalitatea, plastikotasun ona, berrerabilgarriak, kostu baxua, etab., beraz, oso erabilia da ontzietan, medikuntza, kosmetika eta beste arlo batzuk. Plastikozko moldaketa gauzatzeko funtsezko ekipamendu gisa, injekzio-makinak moldaketa primarioaz erraz konturatu daitezke [1,3] forma konplexua eta doitasun handiko tamaina bezalako produktu plastikoak. Moldeatzeko zehaztasuna bermatzeko, injekzio-makinaren eraginkortasuna eta estetika, injekzio-makinaren zilindroaren tenperatura erradialen kontrolaren zehaztasuna hobetu behar da. Tenperatura nahiko baxua bada, plastikozko partikulen plastifikatzaile irregularra ekarriko du, ekipoen higadura edo kalteak eraginez; tenperatura altu samarra bada, plastiko polimerikoa deskonposatuko da, ehun solteen ondorioz, karbonizazioa eta gero material zilindroaren edo torlojuaren gainazalaren barneko horman bilduta, produktuaren kalitateari larriki eragiten dio [4,5]. Normalean, prozesuaren eskakizunen arabera, injekzio-makinaren zilindroaren tenperatura 3 ~ 5 tenperatura-tarteetan banatuko da, eta plastikozko injekzio-moldaketa tenperatura desberdinak desberdinak izango dira, beraz, zaila da injekzio-makinaren zilindroaren tenperatura erradiala kontrolatzea. PID kontrol-algoritmo tradizionalak egitura sinplearen eta erantzun-abiadura azkarraren ezaugarriak ditu, injekzio-makinaren zilindroaren tenperatura kontrolatzeko oso erabilia dena [6,7]. Tenperatura anitzeko tartea kontrolatzeko, injekzio-makinak askotan begizta bakarreko PID kontrol independentea hartzen du, baina injekzio-makinaren tenperatura kontrola kanpoko ingurunerako joera du, tentsioaren gorabeherak eta beste faktore batzuk, eta ondoko tenperatura-tarteak elkarri oztopatzen dio. Laburbildu, Injekzio-makinaren tenperatura kontrolatzeak akoplamendua eta ez-linealtasuna nabariak ditu. PID kontrol tradizionala bakarrik erabiltzen bada, bere parametroak behin eta berriz egokitu behar dira, eta zaila da kontrol-efektu ideala lortzea. Gaur egun, kontrol-estrategia aurreratu asko sartzen dira material zilindroaren tenperatura kontrolatzeko algoritmoan, adituen kontrola barne, sare neuronalaren kontrola, kontrol lausoa, denbora-kontrol optimoa, etab., baina algoritmo hauek ez dute ondo konpontzen akoplamendu-arazoa [8~11].

Arazo hau konpontzeko, Sare neuronalean oinarritutako desakoplatze algoritmo estatiko batek PID kontrol lausoa konbinatzen du injekzio-makinaren tenperatura kontrolatzeko efektua hobetzeko..

Eroaleen tenperaturaren ezaugarriak

Irudian injekzio-makinaren injekzio-sistema erakusten da 1, 1-olio zilindroa barne, 2-saltsa, 3-material zilindroa, 4-pita, 5-moldea, 6-neurketa ataleko berogailua, 7-konpresio ataleko berogailua, 8-garraiatzeko atal solidoaren berogailua. Berokuntza atal osoa garraiatzeko atal solidoan bana daiteke (I. atala), konpresioaren atala (atala II) eta neurketa atala (atala III). Atal bakoitza berogailu independenteko alanbrez hornituta dago, material zilindroan zehar antolatuta, eta injekzio-prozesurako beharrezkoa den tenperatura-eremua tenperatura-balio desberdinak ezarriz eraikitzen da. Plastikozko partikulak materialaren zilindrora sartzen dira hoppertik, eta olio-zilindroak torlojua bultzatuko du plastikoa material zilindroan zehar estutzeko. Aurrez berotu ondoren, plastifikatuz, injekzioa, presioa atxikitzea, hoztea eta beste prozesu batzuk, azkenean moldea irekitzen da plastikozko piezak lortzeko. Berokuntza-potentzia desberdina eta plastiko-kopuru osoa berogailu-atal ezberdinetan kontuan hartuta, tenperatura doitzeko metodoak desberdinak dira. Gainera, ondoko berotze-segmentuen artean bero-trukea dago, eta segmentu bakoitzak elkarri eragiten dio, beraz, plastikozko tenperatura kontrolatzeak akoplamendu arazoa konpondu behar du. Aldi berean, dentsitate plastikoa, eroankortasun termikoa eta difusio-koefizientea ere aldatuko dira, beraz, material zilindroaren tenperatura kontrola ez-lineala da [12~15].

Irudia 1. injekzio sistema

Goian esan bezala, injekzio-makinaren zilindroaren tenperatura kontrola MIMO sistemari dagokio. Energiaren kontserbazioaren legearen arabera, zilindroa berotzeko hariak sortzen duen Q bero osoa Q1 plastikozko urtuak behar duen beroaren eta Q2 bero-galeren baturaren berdina da., eta adierazpena formula gisa da (1)

Tenperatura kontrolagailuaren diseinua

Sare neuronalen desakoplamendu estatikoko algoritmoa

Sare neuronalak sarrera anitzeko eta irteera anitzeko mapak gauzatu ditzake, ez-linealtasuna eta kronotaxia bezalako arazoak hobeto ebatzi ditzakeena, eta egokitzeko gaitasun eta prestakuntza sendoaren abantailak ditu, beraz, desakoplamendu estatikoko algoritmo bat proposatzen da lan honetan, zilindro-tenperaturaren desakoplazio-kontrola gauzatzeko. Irudian agertzen da PID kontrol lausoa eta sare neuronaleko desakoplatze algoritmo estatikoa konbinatzen dituen kontrol-sistema. 2. IRUDIAN. 2, i 1, i 2 eta θ 3 I ataletako tenperatura ezartzeko balioak dira, Injekzio-zilindroaren II eta III hurrenez hurren; in1, u2 eta u3 zilindro-ataletako PID kontrolagailu lausoaren kontrol-seinaleak dira, II eta III hurrenez hurren, eta U1, U2 eta U3 I zilindroaren berogailu-hariaren kontrol-tentsioa dira, II eta III hurrenez hurren; T1, T2 eta T3 I ataletako benetako tenperatura-irteerako balioak dira, II eta III hurrenez hurren.

Kontrolagailu lausoak bi sarrerako hiru irteerako egitura hartzen du, non sarrerako aldagaia atal bakoitzaren e tenperaturaren desbideratzea eta e aldaketa-tasa den [6,6], hizkuntzaren teoriaren domeinua da {NB, NM, NS, HORRELA, PS, ARRATSALDEKO, ARRATSALDEKO, PB}; irteerako aldagaia PID kontroladorearen parametroaren aldakuntza Δ kp da, Δki, Δ kd, teoria domeinua da [5,5], hizkuntzaren teoriaren domeinua da {NB, NM, NS, HORRELA, PS, ARRATSALDEKO, PB}. Kide funtzioak funtzio trigonometrikoa hartzen du, arrazonamendu metodoak Mamdni hartzen du, eta lausotze metodoak area grabitate-zentroaren metodoa hartzen du. kp-ren parametroen ezarpen-printzipioak, to, kd eta beste hauek dira:Fuzzy PID kontrolagailua

Errorea handi samarra bada, sistemaren erantzun-abiadura hobetzeko eta gainditzea murrizteko, zenbat eta Δ kp handiagoa, Δ ki eta Δ kd txikiagoak hautatu behar dira.

Errorea eta errore-aldaketa tasa handiak ez badira, sistema gainditzea murrizteko eta erantzun-abiadura egoki hobetzeko, Δ kp, Δ ki eta Δ kd neurriz hautatu behar dira.

Errore aldaketa-tasa nahiko txikia bada, zenbat eta Δ kp handiagoa, Δ ki eta Δ kd txikiagoa hautatu behar dira. Arau lausoak Taulan erakusten den bezala 1

Simulazio eta azterketa esperimentalak

simulazioa

Metodoaren bideragarritasuna eta eraginkortasuna egiaztatzeko, simulazio azterketa egiten da. Injekzio-makinaren tenperatura kontrolatzeko sistema PID algoritmo tradizionalean eta paperean deskribatutako algoritmoan oinarritzen da simulazioen alderaketa egiteko.. Injekzio-makinaren I. sekzioko tenperatura 180 ℃-n ezartzen da, II sekzioko tenperatura 210 ℃-n ezartzen da, eta III ataleko tenperatura 230 ℃-n ezartzen da. Irudian agertzen dira simulazioaren emaitzak 4. Simulazioaren emaitzek erakusten dute PID tradizionalak zilindroaren I sekzioko tenperatura gainditzea 4,7 ℃ dela eta denbora egonkorra dela 76 s inguru kontsumitzen duela.; II zilindroaren tenperatura gainditzea 19,3 ℃ da eta denbora egonkorra 97s inguru kontsumitzen du; III zilindroaren gainditze tenperatura 15,4 ℃ da eta denbora egonkorrak 77 s inguru behar ditu. Paperean deskribatutako kontrol-algoritmoa erabiliz, I ataletako tenperatura, II eta III ez dago ia gehiegizko doikuntzarik, tenperatura kontrolatzeko kurba leuna da, eta egoera egonkorrera iristeko behar den denbora murriztuko da. Emaitzek erakusten dute sare neuronalaren desakoplamendu estatikoak tenperatura akoplamenduaren interferentziaren eragina ondo murrizten duela.

Aurrerago, 20 ℃-ko interferentzia-kopurua materialaren zilindroaren II sekzioari t=130s-an aplikatzen zaio sistemaren interferentziaren aurkako gaitasuna egiaztatzeko.. Irudian agertzen dira simulazioaren emaitzak 5. Simulazioaren emaitzetan ikus daiteke PID kontrolaren bidez, I segmentuen tenperatura gainditzea, II eta III 9,5 ℃ da, 9.3℃, 4.2℃, 30eko hamarkada inguru, 43s eta 37s, eta egoera egonkorra, paperean deskribatutako kontrol metodoan, 0,5 ℃ da, 3.2℃ eta 0,4 ℃, 8s inguru, 22s eta 13s. Simulazioaren emaitzek erakusten dute kontrol-metodoak desakoplamendu ona duela, interferentziaren aurkakoa eta sendotasuna.

• PID kontrolaren simulazioaren emaitzak

• Paperean deskribatutako metodoaren simulazio-emaitzak

epaiketa

PID kontrol algoritmoa eta neurona-sarearen desakoplamendu estatikoan oinarritutako PID kontrol algoritmo lausoa, hurrenez hurren, transplantatu ziren denbora errealean ikuskatzeko. Neurtu material zilindroaren III atalaren tenperatura tenperatura kontrolaren zehaztasuna egiaztatzeko.. Gailu esperimentala irudian ageri da 6. Esperimentuan zehar, zilindroaren I sekzioko tenperatura 180 ℃-n ezartzen da, zilindroaren II sekzioko tenperatura 210 ℃-n ezartzen da, eta zilindroaren III sekzioko tenperatura 230 ℃-n ezartzen da. Proben emaitzak taulan agertzen dira 2. Proba emaitzek erakusten dute kontrol metodoak tenperatura kontrolatzeko zehaztasuna hobetu dezakeela, desakoplatzeko gaitasun ona eta interferentziaren aurkako gaitasuna duena

Makinaren irudia