壁厚图形辨识及壁厚控制在中空吹塑机中的应用

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中空吹塑机是一种日益重要的，使用率逐渐提高的塑料制品成型加工机械，人们对它的要求在不断地提高，其产量也随着我国经济增长而不断增大。然而，其核心技术环节之一：壁厚控制系统，国内尚无还是可靠的成型产品，严重地依赖国外进口，从而制约了我国塑料机械行业的发展。基于这种形势，根据中空吹塑机壁厚控制的要求，提出了了壁厚分布曲线和壁厚PID控制器的设计和实现方案。在设计和实现方案中，秉着“理论指导实践，理论与实践相结合”的原则，对壁厚分布曲线及壁厚PID控制器算法进行了大量的理论、仿真和实验研究，并且在国内多家吹塑机生产厂商上成功应用。本文主要研究内容如下：在研究中空吹塑机成型工艺要求的基础上，指出了壁厚控制系统设计的关键环节。壁厚分布曲线的算法设计和壁厚PID控制器的设计。在中空吹塑机吹塑成型过程中，壁厚分布曲线的很小陡变会引起制品较大的变化，因此要求壁厚分布曲线各设定点间要连续可导，本文的设计方案在考虑到圆滑和相互不影响的情况下，提出了参照B样条的特点的贝塞尔曲线插值法，它既能满足曲线端点圆滑过渡的要求，又能克服了自然样条插值法的局部控制特性不好的缺点。壁厚控制系统的执行结构是电液伺服系统，电液伺服系统的典型特征是低阻尼和时变性、非线性，有较大惯性和滞后性，很难得到一个好的数学模型，采用PID控制器来控制，常规的线性PID算法在较大惯性和滞后性下积分项往往会导致较大的超调和较长时间的波动，本文介绍了一种非线性PID控制器来控制壁厚的执行结构电液伺服系统。本文的设计方案是以贝加莱（B&R）PCC﹑POWER PANEL为平台构成中空吹塑机壁厚控制系统，用C高级语言来编写的程序，不论是整机控制还是单独壁厚控制，在中空吹塑机生产运行中都取得了令人满意的效果。

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作者
李建军;
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作者单位

上海交通大学;

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授予单位上海交通大学;
学科控制工程
授予学位硕士
导师姓名袁景淇,陈志平;
年度 2006
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类自动控制、自动控制系统;
关键词
中空吹塑机; 壁厚控制; 插值法; 非线性PID; 可编程计算机控制器; 壁厚图形辨识;

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