基于模糊神经元PID算法的注塑机注射速度控制算法研究
PDF下载 (2217)赵一鸣,王 壮,戚嘉辉,胡燕海.基于模糊神经元PID算法的注塑机注射速度控制算法研究[J].宁波大学学报(理工版),2021,34(3):13-27.DOI:
ZHAO Yiming,WANG Zhuang,QI Jiahui,HU Yanhai.Injection speed control of injection molding machine based on fuzzy neuron PID algorithm[J].Journal of Ningbo University(Natural Science & Engineering Edition),2021,34(3):13-27.DOI:
| Title: | Injection speed control of injection molding machine based on fuzzy neuron PID algorithm |
| 作者: | 赵一鸣, 王 壮, 戚嘉辉, 胡燕海 |
| Author(s): | ZHAO Yiming, WANG Zhuang, QI Jiahui, HU Yanhai |
| 关键词: | 注塑机; 注射速度; 模糊神经元; 非线性模型; PID控制 |
| Keywords: | injection molding machine; injection speed; fuzzy neuron; nonlinear model; PID control |
| 分类号: | TP273 |
| 文献标识码: | A |
| 摘要: | 基于一款市场较为畅销的注塑机, 设计出一种能精确控制注射速度的模糊神经元PID控制器. 首先, 设计出具有自学能力的神经元PID控制器, 利用模糊算法对其进行优化; 其次, 在原有注射速度线性数学模型的基础上, 构建注塑机注射速度的非线性模型; 最后, 利用MATLAB在所建数学模型的基础上对模糊神经元PID控制器进行仿真实验. 实验结果表明, 所设计控制器具有响应迅速、无超调量、控制精度高、控制稳定等优点. |
| Abstract: | Based on a best-selling injection molding machine, a fuzzy neural PID controller that can accurately control the injection speed is designed. Firstly, a neuron PID controller with self-learning ability is designed and optimized by fuzzy algorithm; secondly, a nonlinear model of injection speed of injection molding machine based on the original linear mathematical model of injection speed is established; finally, simulation experiments on the proposed fuzzy neuron PID controller using Matlab is carried out based on the established mathematical model. The experimental results show that the designed controller has the advantages of rapid response, no overshoot, high accuracy, and high stability. |
| 参考文献 /References: | [1] Zhao P, Yang D, Zhou H, et al. Fast optimization of injection velocity profile based on graph theory[J]. Polymer-Plastics Technology and Engineering, 2011, 50(6):581-587. [2] Chen K Y, Yan M X, Wang Y, et al. Injection speed control of precision injection molding based on CMAC neural network[J]. Applied Mechanics & Materials, 2014, 624:444-448. [3] Su S X, Yan X H. Model predictive control for velocity tracking in full-motor injection molding[J]. Advanced Materials Research, 2011, 273:541-545. [4] 陈茂林, 刘知贵, 罗亮. 注塑机注射速度控制研究现状和发展综述[J]. 计算技术与自动化, 2015, 34(3):61-63. [5] 王. 预测控制在注射速度控制中的应用研究[D]. 杭州: 浙江大学, 2010. [6] 张智恒. 基于DSP的液压注塑机伺服泵控制器设计与实现[D]. 广州: 华南理工大学, 2011. [7] Tan K K, Tang J C. Learning-enhanced PI control of ram velocity in injection molding machines[J]. Engineering Applications of Artificial Intelligence, 2002, 15:65-72. [8] 崔彩莲, 孙明轩. 注塑机注射速度的离散预期学习控制[J]. 机械工程学报, 2007, 43(6):42-47. [9] Gao F R, Yang Y, Shao C. Robust iterative learning control with applications to injection molding process[J]. Chemical Engineering Science, 2001, 56:7025-7034. [10] 陈磊, 林明. 模糊单神经元PID在车间温度控制系统中的应用[J]. 机床与液压, 2013, 41(21):97-100. [11] 吕楠楠, 曾荣周, 肖珊. 基于单神经元模糊自适应PID控制的加热炉温度控制器设计[J]. 现代电子技术, 2009, 32(23):161-164. [12] 王振臣, 赵莎, 张聪, 等. 基于改进单神经元PID控制的主动悬架系统研究[J]. 模糊系统与数学, 2014, 28(3): 89-96. [13] 丁冬, 刘宗歧, 杨水丽, 等. 基于模糊控制的电池储能系统辅助AGC调频方法[J]. 电力系统保护与控制, 2015, 43(8):81-87. [14] 周挺, 程华. 电液力伺服系统参数自整定模糊PID控制器设计[J]. 机床与液压, 2020, 48(17):135-139; 145. [15] 吕卫强, 席静, 章百宝, 等. 液压缸位置伺服系统模糊PID控制器[J]. 兵工自动化, 2020, 39(9):41-44. |
| 备注/Memo: | 收稿日期:2020-10-16.宁波大学学报（理工版）网址:http://journallg.nbu.edu.cn/ 基金项目:国家自然科学基金（51705263）;宁波市重大科技专项（2017C110030）. 第一作者:赵一鸣（1996－）,男,江西上饶人,在读硕士研究生,主要研究方向:机电液产品开发.E-mail:653926437@qq.com *通信作者:胡燕海（1966－）,男,浙江宁波人,教授,主要研究方向:生产计划与控制等.E-mail:huyanhai@nbu.edu.cn 宁波大学学报（理工版）网址：http://journallg.nbu.edu.cn/ |
