油冷却机的高精度温度控制算法研究

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1、杭州电子科技大学硕士学位论文油冷却机的高精度温度控制算法研究研究生：陶超指导教师：冯建文2014年12月万方数据DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterResearchofOilcoolingmachine’shighprecisiontemperaturecontrolalgorithmCandidate:TaoChaoSupervisor:FengJianwenDecember,2014万方数据杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本

2、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的作品或成果。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。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论

3、文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文摘要随着科技的发展，对器件模具的制造精度的要求越来越高。能否制造出高质量的模具取决于模具的数控加工精度，而影响数控机床加工精度最重要的因素是热误差。油冷机根据制冷原理，通过液态冷媒热交换来稳定机床加工的温度。温度控制具有非线性、强耦合、时变、延迟等特点，如何实现精确的温度控制对油冷机的性能有着重要的现实意义。论文首先分析了油

4、冷机温度控制的发展现状以及研究意义，然后研究了油冷机的制冷循环系统，使用数学工具对油冷机的部件及整机系统进行了数学建模，最终获得了温度控制传递函数。接着，论文系统地研究了神经网络控制原理，采用RBF神经网络和增量式PID控制相结合，用RBF神经网络对PID参数进行在线辨识，并基于油冷机的制冷模型，用Matlab仿真得到整定结果，与普通的PID控制器控制效果进行了对比分析。论文还深入研究了粒子群算法，引入收缩因子改进粒子群优化算法性能，利用粒子群优化算法去整定PID控制器的参数，并进行了仿真和结果分析。论文最后提出一种新的PSO-RBF混合控制算法：利

5、用粒子群优化算法来全局优化整定RBF神经网络的网络参数，再利用RBF神经网络去整定PID参数，从而融合了粒子群优化算法优秀的全局搜索能力和RBF神经网络的局部寻优性能。论文阐述了新控制算法的PID参数整定步骤，并进行了仿真对比试验。仿真结果证明：相比其他PID参数自整定算法而言，粒子群优化RBF网络参数的PID参数整定算法控制效果良好，鲁棒性和适应性良好，改善了油冷却机的温度控制收敛时间和控制精度。关键词：油冷却机，温度控制，PID，神经网络，粒子群优化算法,RBFI万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTWiththedevelopme

6、ntoftechnology，themoldmanufacturingprecisiondemandofthedevicebecomehigherandhigher.WhethercanitproducehighqualitymoldsdependsontheCNCmachiningprecision.ThemostimportantfactoraffectingtheaccuracyofCNCmachiningistheerrorofprocessingtemperature.Accordingtotherefrigerationprinciple

7、softheoil-cooledmachine,throughtheheatexchangemediumtostabilizethetemperatureofmachinetools,theliquidrefrigerant.Temperature-controlhasanon-linear,strongcoupling,time-varyingdelayandothercharacteristics.Itiseasytorealizethattheaccuratetemperaturecontrolforimprovingperformanceof

8、oilcoolerisveryimportant.Thispaperfirstlyanalyzesthede