多弧离子镀膜生产过程智能控制系统的的分析

《多弧离子镀膜生产过程智能控制系统的的分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、·分类号密级多弧离子镀膜生产过程智能控制系统的研究ResearchonIntelligentControlSystemofMulti-arcIonPlatingProductionProcess研究生姓名：胡志超指导教师姓名、职称：凌云教授学科专业：控制理论与控制工程研究方向：复杂过程建模、集成优化控制论文答辩日期答辩委员会主席湖南工业大学二零一二年五月二十五日····湖南工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过

2、的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：日期：年月日湖南工业大学论文版权使用授权书本人了解湖南工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其他手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。作者签名：导师签名：日期：年月日····摘要多弧离子镀是在真空电弧和离子镀技术基础上发展起来的一种新式镀膜技术。近些年，随着其工艺的逐渐完善，以其离化率高、散

3、射性好、膜层致密以及附着力强等优点，在冶金、机械加工、高温防护、装饰材料等众多行业得到了广泛的应用。多弧离子镀生产过程复杂，影响镀膜质量因素众多，且被控对象存在非线性、时变性、不对称性等特点，无法建立精确的数学模型，因此传统控制方式无法实现生产过程的有效控制。论文分析了基体温度，气体流量，靶电流等几个参数对膜层质量的影响。重点分析了温控对象的数学模型，并根据真空室温度的特点，提出了一种基于粒子群优化的插值模糊PID方案。首先利用Z-N法整定出4组12个PID参数，再利用粒子群算法寻优能力强的特点，对PID参数进行优化。并将模糊控制与PID控制相结合，形

4、成智能复合控制策略，使控制器同时具有PID的稳态精度高与模糊控制的鲁棒性好的优点。仿真结果表明，此控制方案简单，有效，满足控制要求。在对多弧离子镀气体流量系统进行分析之后，引入了一种双闭环比值控制方案。利用PI控制器作为主回路控制器对主动量（N2）进行控制，利用不完全微分PID控制器做为副回路控制器对从动量（Ar）进行控制。最后，针对多弧离子镀的特点，设计了生产过程的控制系统。做了PLC的选型、硬件组态，设计了模糊控制程序，并采用MCGS组态软件设计了上位机监控画面等。关键词：多弧离子镀，粒子群算法，模糊控制，PID控制I····ABSTRACTMul

5、ti-arcionplatingisanewcoatingtechnologywhichbasedonvacuumarcandionplating.Inrecentyears,withtheimprovementofthetechnology,ithasbeenusedwidelyinmetallurgy,machineryprocessing,hightemperatureprotection,decorationmaterialsandmanyotherindustries.Ithasmanyadvantages,suchashighionizab

6、ility,wonderfulscatteringeffect,denselayer,andstrongadhesivepower.Multi-arcionplatingisacomplexindustrialprocess.Manyfactorsshouldbeconsidered.Ithasthecharacteristicsofnonlinear,time-varying,andasymmetry.Itcannotbedescribedasaprecisemathematicalmodel,sothetraditionalcontrolmetho

7、disdifficulttomeetthecontrolrequirements.Thispapermainlyanalysesthesubstratetemperature,gasflowrate,targetcurrentandseveralotherinfluencecoatingqualityparameters.Themathematicalmodeloftemperaturecontrolobjectwasalsoannlized,andtheanewfuzzyadaptivePIDmethodbasedonparticleswarmwas

8、givenaccordingtothecharacteristicsofthevacuumch