第7期 2017年7月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2017)07010703
DOI: 10. 13462/j. cenki. mmtamt. 2017. 07. 025
No.7 Jul.2017
基于变论域自适应模糊PID的注塑机温控系统研究
张鹏"，冯显英""，霍睿"*，陈进伟”
(1.山东大学a.机械工程学院,b.高效洁净机械制造教育部重点实验室，济南2
250061;2.青岛中科
明新能源设备有限公司，山东青岛266400）
摘要：在塑料注塑过程中，机简温度作为关键固素直接影响着产品的品质。文章根据机简加热系统的特点，将变论城思想与自适应模糊PID控制方法相结合，设计了变论域自适应模糊PID温控系统。
析，并对温度实时数据进行了分析，结果表明变论城自适应模糊PID控制系统的动态和稳态性能最优，实际温控精度最高，可达±0.2℃。
关键词：注塑机；变论城自适应模糊PID；Matlab
中图分类号：TH166;TG659
文献标识码：A
Temperature Control System of Injection Molding Machine Based
on Variable Universe Adaptive FuzzyPID
ZHANG Peng*, FENG Xian-ying'a,l,HUO Ruil°, CHEN Jin-wei?
( la. School of Mechanical Engineering ; b. Key Laboratory of High Efficiency and Clean Mechanical Manufac-ture, Ministry of Education, Shandong University, Jinan 250061, China;2. Qindao Zhongke New Energy E-quipment Co. , Ltd. , Qindao Shandong 266400, China)
aeeseeassoee quality directly. According to the characteristics of the barrel heating system, a variable universe adaptive fuzzy PID control system was designed, combining the thought of variable universe and the adaptive fuzzy PID control method. The modeling and simulation analysis in the Matlab were carried on, as well as the op-erational temperature data was analyzed among variable universe adaptive fuzzy PID, adaptive fuzzy PID and traditional PID. The results showed that the variable universe adaptive fuzzy PID control system had the
optimal dynamic and steady performance, highest actual temperature accuracy ,up to ± 0. 2. Key words; injection molding machine; variable universe adaptive fuzzy PID; Matlab
0
引言
注塑机作为塑料产品加工的关键设备，其各方面性能影响着塑料产品的品质。在注塑加工阶段，机筒温度的控制精度至关重要，若温度过低，塑料在螺杆和机筒间会产生较大剪切力，致使机器坏损；温度过高会导致塑料分子间发生分解，使组织疏松，产生发泡现象，影响产品品质[13]。目前，国内注塑机温控系统大多采用PID控制方法，但PID参数整定过程繁项且控制精度难以保证。随着自动控制领域的发展，一些学者将自适应模糊PID控制方法应用于机简温控系统中，获得了较好的控制效果，但其抗干扰能力有所下降。有些研究人员提出了混沌模糊神经网络[]和规则自组织模糊PID[3]等机筒温度控制算法，虽取得了较好的控制效果，但精度仍有待提高且算法十分复杂，对
收稿日期：20160913
于控制器的控制速率和内存要求很高，
鉴于此，在比较多种智能控制算法基础上，引入变
论域思想以改进自适应模糊PID控制方法，来对机筒温度进行自动控制，充分利用了自适应模糊PID控制的优点，并弥补了其不足。仿真和实验表明，采用变论域自适应模糊PID算法后，温控精度明显提高，已用于实验室二板直压式注塑机上。
机筒温度模型
本文研究的注塑机机简（如图1）上有3个加热段，每一段由固态继电器来控制加热装置的电源通断。在忽略相邻段之间温度耦合的情况下，机简各段温度的数学模型可近似为一阶惯性加纯滞后环节13]：
G(s) = Ts +I
K
(1)
作者简介：张鹏（1991—），男，湖北襄阳人，山东大学预士研究生，研究方向为智能检测与控制，（E-mail)396140428@q9-com；通讯作者：冯显英
(1965—），男，山东济宁人，山东大学教投，研方向为智能检测与控制，（E-mail)fxying@sdu.edu.cn
万方数据