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模糊控制技术在注射机控制中的应用

王岩山  
【摘要】:注塑机系统是一个多变量、离散、间歇工作、大滞后、非线性、强耦合且需要人参与的复杂系统,注塑机系统中许多问题很难用传统的定量模型来描述,建立其精确的数学模型非常困难甚至是不可能的。为了获得高质量的塑料制品,尽可能降低制品缺陷,我们必须对塑料加工工艺过程进行严格的控制。在注塑成形过程中包括温度、压力、螺杆转速以及注射速率等很多因素影响产品的质量,致使传统的PID控制不能够建立精确的数学模型,难以进行准确的控制。为了提高注塑机控制的精度,获得高质量的制品,本文将模糊控制技术应用于注塑机控制中。利用Matlab中的控制模块和Simulink仿真模块,借助于计算机技术来缩短控制系统的设计开发过程,实现对注塑成形过程中温度、压力、螺杆转速和注射速率的控制。当系统的这些工艺参量发生变化时,能够控制相应控制装置快速地给予一定功率的输出,而不总是全额输出。同时本文对模糊控制器的设计过程,以及控制系统的软硬件开发作了较系统的研究。将模糊控制技术应用在注射机过程控制当中,能够提高控制系统的鲁棒性,有效地抑制模型不定性影响,提高注塑机控制的精度;同时,模糊控制技术的应用能够大大降低注塑机的能耗,既节约了能源,也降低了企业生产成本。 本文详细阐述了基于Matlab的模糊控制技术在注射机控制当中的应用,其实现过程大致分为以下几个阶段:注射机控制技术分析、使用Matlab设计模糊控制器、利用Simulink模块进行仿真、对控制系统进行软件设计、对系统硬件进行设计等。 首先根据当今注射机的控制特点和注射成形中各工艺参数控制的重要性,提出将模糊控制技术应用到注射机控制中,对注射成形过程中的温度、压力、螺杆转速和注射速率等重要参数进行严格控制,保证获得高质量的产品,并降低能耗。 其次利用Matlab的Fuzzy Logic模糊工具箱设计了模糊控制器,主要内容包括:输入变量的模糊化、模糊关系运算、模糊合成运算、不同规则结果的综合、去模糊化,并对建立的模糊控制器进行了分析。 接着利用Matlab中的Simulink仿真模块建立计算机仿真模型,对设计好的


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