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注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用

2019年07月09日 13:38:07 欧洲a片

摘要:注塑机保压掌握段中,因为会合物熔体是黏弹性熔体,压力的转达不行像固体那样平均同等,于是保压实行压力的分布是不平均的;而且,跟着保压进程的举行,熔体温度及密度等参数随时间不时爆发改造,这会导致保压压力呈现较大的摆荡。另外,材料因素、构造性因素、注塑成型进程工艺、工况等条件的改造都会导致保压进程具有激烈的非线性的特质。于是,将此保压进程转换成非线性体系模子而且将其线性化,运用贝加莱注塑机掌握体系中,可对保压压力有更准确的掌握。

要害词:注塑进程;保压掌握;非线性体系模子;贝加莱掌握体系

1小序

跟着社会的日益进步与开展,大众物质生存不时进步,对塑料的需求也渐渐添加。当今社会,塑料与混凝土、钢铁、木柴并称为四大工业材料,塑料成品举措主要的模具成型产品之一,是采用塑料为主要原料加工而成的生存用品、工业用品的统称,包罗以塑料为原材料的注塑、吸塑等通通工艺的成品[1]。

注塑成型进程中,保压掌握阶段,从某种原理上说,可以是影响最终产品功用的最主要的阶段。若保压压力过大,则容易导致塑料成品呈现粘模,会变成脱模艰难的现象,另有可以使塑料的盈余应力添加,呈现毛边或者漏料缺陷;若保压压力过小,则塑料成品将爆发紧缩翘曲或者空虚的现象。于是,挑选适宜的保压压力对包管产品的功用和质料是至关主要的[3]。保压阶段是一个非等温、可压缩的繁杂阶段。限制注塑机成型配备精度进步的因素许众,注塑进程中的保压掌握是中心因素之一。一方面,保压压力对成品的紧缩、翘曲、盈余应力等有十分主要的影响,另一方面,注塑体系繁杂,注塑进程中保管时变、非线性等特征且运转状况保管较告急的搅扰,难以对保压压力施行精度掌握。于是,注塑机保压进程便是一个典范的非线性体系。

本文非线性体系的根底上,修立了全电注塑机保压段的数学模子并举行线性化处理,同时,依据模子运用贝加莱的掌握体系中,上海某出名注塑机生产商的注塑机上,通过实行数据验证了模子了可行性。

2非线性体系先容

设一个非线性体系的形态方扯萆以系澜式外示:

 2.1.jpg(1)

称为点注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用2245.png处具有相对阶r,式(1)中f(x)和g(x)是润滑的向量场,h(x)是定义注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用2275.png上的一个润滑函数。假如时候t,掌握值仅依赖于同暂时候的形态注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用2306.png的值和外部参考输入的值,则该掌握被称为静态反应掌握,否则,假如掌握还依赖于一组附加的形态变量,即假如这个掌握本身是有本人的内部形态的一个恰当的动态体系输出,该输出由注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用2389.png和外部参考输入驱动,则一个动态反应掌握被抵达。

上述体系中,静态反应掌握取输入变量注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用2432.png等于2.2.jpg

式(2)中,注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用2455.png是外部参考输入(如图1所示)。实体系(1)的复合将生成一个如下构造的合环掌握体系。

2.3.jpg

式(2)中的函数注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用2520.png注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用2522.png定义注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用2526.png这一恰当的开集上。

 注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用2538.png

图1非线性体系粗浅流程图

3准确线性化

非线性体系的准确线性化方法是指线性化进程中,没有疏忽掉任何高阶的非线性项,以是这种线性化不光是准确的,而且照旧全体的,即对有定义的通通区域都运用。非线性体系的准确线性化方法应用微分几何的方法以及微分流形的看法,借帮构制反应变换和微分同胚变换来完成非线性体系的准确线性化,它反又厮满意必定条件的向量场的积分轨迹部分或者全部范围内所具有的线性特征,并通过坐标系的变换另一个坐标系下将这种特征加以表示[5]。

准确线性化反又厮满意必定条件下的向量场的积分轨线部分或者全部范围内的所具有的线性特征,并通过坐标系的改造另一个坐标系下将这种特征加以表示,于是这种线性化不光是准确的,而且照旧全体的,即对有定义的通通区域都可以运用。

4注塑机保压段模子的修立与处理

本文所援用的注塑机是全电动注塑机,其打针体系的传动机构是采用伺服电机,其板滞传动构造如图2所示:

注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用2966.png注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用2967.png  

图2打针单位施行机构图

由图2我们可以看出,伺服电机通过同步带掌握同步齿轮运转,同步齿轮的的另一端,伺服电机经减速后,掌握滚珠丝杠的前后挪动,从而将电机的改变运动转化为射胶的直线运动,于是掌握射胶运动的进程便是掌握伺服电机点对点运动的进程,而掌握保压段的进程便是掌握伺服电机扭矩输出的进程,若我们找到电机扭矩通通非线性体系中的渐近稳定均衡点,即可通过掌握扭矩对保压进程举行稳定掌握。

如图3所示,是一个简化的伺服电机示企图,模子将盘绕它举行修立,此中,转子(Rator)电压恒定,选用定子(Stator)电压举措一个掌握变量,工程上的直流电机中,一般把励磁电压称为定子电压,电枢电压成为转子电压。

 注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用3289.png

图3伺服电机示企图

上述体系可由一组三个一阶微分方程外示、第一个方程式是描画定子绕组中的电压均衡。

 2.4.jpg

式中,注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用3367.png外示定子电流,注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用3375.png外示定子绕组的电阻,注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用3386.png外示定子绕组的电感,注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用3397.png外示定子电压。第二个方程式是描画转子绕组中的电压均衡。

2.5.jpg

式中,注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用3443.png外示转子电流,注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用3451.png外示转子绕组的电阻,注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用3462.png外示转子绕组的电感,注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用3473.png外示转子电压(依据假设,此值是恒定的),E外示反电动势。第三个方程式是描画负载的板滞均衡,假设只要粘滞摩擦力的状况下(即摩擦扭矩仅与转子角速率相关)。

2.6.jpg

式中,F外示粘滞摩擦系数,注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用3576.png外示电机轴的角速率,注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用3587.png外示负载的转动惯量,T外示电机轴上发生的扭矩。三个方程之间的耦合由联系式描画:

2.7.jpg

式中,注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用3645.png外示与定子绕组相关的磁通量,k外示常数,假设能量转换服从是100%,反电动势与扭矩的常数取同一数值。形态变量挑选如下式(8):

2.8.jpg

选用定子电压注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用3729.png举措输入变量,代入式(1)注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用3743.png,此中,

2.90.jpg

为了确保此体系可以通过形态反应和坐标改造完成准确线性化,需求验证定理1的两个条件。

定理1:假设一体系注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用3813.png被给定,此中注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用3820.png注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用3822.png为腻滑矢量场,形态空间准确线性化题目点注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用3843.png附近可解(即保管一个“输出”函数注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用3860.png,对该函数,体系点注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用3871.png处的相对阶为注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用3878.png)当且仅当满意下列条件:

i)矩阵注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用3904.png有秩为n。

ii)分布注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用3924.png注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用3926.png附近是对合的。

2.10.jpg

分布注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用3961.png的每一个点以下的浓厚集上有维数2:

 2.11.jpg

以是U上是对合的,进而可以得出U的恣意点附近,定理1的条件ii也满意。为了将此体系变为一个线性且可控的体系,列出偏微分方程

2.12.jpg

2.13.jpg

下面举行描画此体系的零动态。起首定义一个输出映照h(x),这个体系中,电机轴的的角速率也便是自然的输出变量,因为我们修模的时分,是保持转子电压注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用4229.png稳定,以定子电压注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用4238.png举措输入,比较适合一个额定非零值的附近掌握角速率,以是,取注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用4269.png举措一个输出,即角速率注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用4281.png与一个固定参考值注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用4290.png的偏移量。关于这个体系,零化输出对应我们寻求的通通初始形态和输入,而这些初始形态和输入发生恒等于注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用4339.png的角速率。以是有

 2.17.jpg

由式(17)可以看出,使得注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用4377.png的每一个点,此体系的相对阶均为2,有零输出意味着有保管于汇合注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用4408.png中的形态,即保管保管流形(如图4所示)

2.18.jpg

借帮输入注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用4447.png,可以抵达零输出目标。

 注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用4460.png

图4系椭伧形示企图

当修立输入为注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用4487.png且流形注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用4492.png上挑选初始条件时,体系的零动态描画了这个体系的内部方法,此体系的束缚条件为

 2.190.jpg

5注塑机保压段贝加莱体系的完成

贝加莱注塑保压掌握参数图如图5所示:

注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用5160.png 

图5贝加莱保压掌握参数配备图

注塑机保压掌握阶段前段为射胶阶段,掌握体系依据射胶的设定参数如图5所示,盘算出速率计划弧线和压力计划弧线;当射胶的目标位置和目标速率被设定后,上位CPU通过POWERLINK总线将速率弧线下载到伺服驱动器,伺服驱动器依据该道径计划掌握伺服电机运转。当射胶进程完毕进入保压进程时,即当保压切换条件被触发(本文选用时间切换,已图5中勾选),压力弧线照旧通过压力计划函数盘算,由保压切换条件相关于位置来计划道径的弧线来说具有不确定性,以是,伺服驱动施行由压力掌握器输出的设定速率,此时,压力掌握器与速率掌握器同时义务,上位CPU将保压压力设定弧线通过POWERLINK弧线下载给伺服驱动器,压力掌握器依据该设定,掌握伺服电机设定速率输出,速率掌握器接纳该设定速率掌握伺服电机运转。

依据伺服电机的掌握特性,电流掌握函数一般由伺服驱动器内部举行完毕,于是,速率掌握函数便成为通通保压掌握阶段着末的施行单位,而且,通过上一节我们已体验证了此体系可以找到伺服电机扭矩的渐近稳定均衡点。保压进程中,电机需求频繁的增压泄压,为了取得更好的效果,我们运用S型加减速的掌握方法去抵达体系的均衡点。

S型加减速掌握方法掌握伺服电机启停和速率突变时,通过掌握加速率的改造率注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用5730.png来掌握加速率的改造,以包管电机速率速率突变时是腻滑过渡的进而包管保压压力是平稳改造的。S型加减速弧线是指加减速时,通过对注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用5793.png的掌握来最大限制地减小对板滞和电机变成的突变挫折。弧线分为七个阶段:加加速段注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用5832.png、匀加速段注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用5838.png、减加速段注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用5844.png、匀速段注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用5849.png、加减速段注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用5855.png、匀减速段注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用5861.png、减减速段注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用5867.png,(本文只选用最基本的道径计划弧线,依据工艺的差别会有其他更繁杂的计划方法)其基本的道径计划如图6所示:

 注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用5921.png

图6贝加莱保压掌握参数图

2.23.jpg

2.24.jpg

依据该计划函数,便可对打针进程中的运动弧线举行道径计划,保压进程的施行要害,假如检测到速率突变,便可以通过注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用6154.png参数来对其举行限制。施行函数精细可分为PressureController、SwitchSelector、RateLimter、PressureComparator四个施行对象,流程示企图如图7所示:

 注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用6257.png

图7贝加莱保压掌握模子流程图

此中,PressureComparator为压力比较器,用来检测操作中的十分压力,当压力不卡的在线欧洲AV网站采样的实行压力呈现十分时,不管配备处于什么阶段,立即中止打针举措;SwitchSelector为保压切换条件检测,用于判别设定的保压条件是否抵达;射胶阶段只施行速率掌握器SpeedController,当切换到保压阶段,此时先施行压力掌握器PressureController,由PressureController输出设定速率给到SpeedController,然后由SpeedController掌握伺服电机运转;RateLimiter是加速率改造率Jerk的感化,SpeedController的输出都需求先和Jerk举行比较,假如高出范围,驱动器会按着上述的限制对其举行限制输出。PresureController、SpeedController构成的PID掌握器其外达式如式24所示: 2.24.jpg

将上述通通对象写成C言语顺序,然后封装成函数库pQCont,主顺序中调用,然后编译并下载到贝加莱掌握体系CPU中。其硬件拓扑图如图8所示:

注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用6839.png 

图8贝加莱掌握体系硬件拓扑图

实行测试中,参数的设定如图9所示:

注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用6885.png 

图9贝加莱保压掌握参数修立图

实行测得设定压力与实行压力弧线如图10所示:

 注塑机保压掌握非线性体系模子的修立与运用6935.png

图10保压进程压力弧线图

就上图弧线而言,射胶阶段转保压阶段时,保压压力颠末一点的过冲稳定到设定压力,接下来的时间段,保压压力没有过冲,没有震动,比较稳定,是较为抱负的结果。

6结语

本文先容了非线性体系模子的简单看法,通过全电注塑机保压压力的特征修立了相应的数学模子,并通过准确线性化的方法对其举行了线性化处理,找到了输出的渐进稳定均衡点,并运用贝加莱掌握体系中,通过道径计划的变成,举行实行实行及数据剖析,验证了模子的可行性,且掌握结果抵达了抱负的一个效果。

参考文献:

[1]王志新.我国注塑机的特性及开展偏向[J],上海塑料,2004(1):4-8.

[2]王志新,张华,葛宜远.当代注塑机掌握—微机及电液掌握技能与工扯荭用[M],北京:中国轻工业出书社,2001,20-22.

[3]A.R.Agrawal,I.O.Pandelidis,M.Pecht.Injection-

-moldingprocesscontrol-Areview[J],PolymerEngineering&Science,2007,27(18):1345-1357.

[4]W.M.HawkinsandT.GFisher.BatchControlSystemDesign,Application,andImplementation.ISA-

Instrumentation,Systems,andAutomationSociety,2006.

[5]王奔,庄圣贤.非线性掌握体系(第三版)[M].北京:电子工业出书社,2012.

[6]肖维荣,王瑾秋,宋华振.开源及时以太网POWERLINK详解[M].北京:板滞工业出书社,2015.

[7]肖维荣,齐蓉.配备自动化工程计划与实行[M].北京:板滞工业出书社,2015.

作家简介:

隋鹏昊(1993-),男,内蒙古赤峰人。上海交通大学电子新闻与电气电气工程学院自动化系2016级工程硕士,现就职于贝加莱工业自动化(中国)有限公司,主要从事塑料行业掌握方案计划与开辟。

杨煜普(1957-),男,陕西人。上海交通大学电子新闻与电气电气工程学院自动化系传授,中国自动化学会运用专业委员会委员。主要研讨智能测控与自动化安装、工业测控盘算机网与智能新闻处理、智能掌握表面与运用。

陈志平(1970-),男,湖南新宁人。贝加莱工业自动化(中国)有限公司运用技能部技能司理,高级工程师,主要从事技能方案咨询、审核义务。擅长针对板滞掌握的运用算法计划、众轴体系同步掌握、CNC与板滞人体系、OEM和PA方面,积聚了深沉的运用开辟体验。

王义帅(1987-),男河南洛阳人。贝加莱工业自动化(中国)有限公司资深运用技能工程师,主要从事塑料行业的软件开辟与技能支撑。

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供稿: 隋鹏昊 杨煜普 陈志平 王义帅

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