探索吹塑机坯成型模糊控制器的研究与设计

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1、重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要中空吹塑成型技术是通过气压使塑化的型坯紧贴模具内壁成型，中空容器制品因其强度要求规定了最小壁厚。在生产过程中，为了保证制品的质量，要求型坯壁厚能够准确地跟踪设置值，且跟踪响应速度尽可能快。目前我国还未实现高精度壁厚控制器的国产化，进口壁厚控制系统价格高、维护难，因此壁厚控制器的国产化，必将带来巨大的经济效益，使我国的中空吹塑成型机产业跃上一个新台阶。本论文在仔细分析了中空吹塑成型控制系统壁厚控制方法的基础上，设计了一种采用PID参数模糊自整定壁厚控制器，并给出了该控制器的软硬件设计；该控制器以ARM微处理器为核心，以实时操作系统µC/OS-II为开发平

2、台，可以对生产塑料产品时的料胚形状进行任意设定，并通过LCD显示器显示设定的曲线。本文对提高控制器D/A输出连续性进行了研究，采用了利用系统的LCD显示器显示设定的型坯壁厚曲线，只需增加LCD的分辨率，就可增加型坯壁厚的控制点，在同一LCD的两相邻点之间，则通过预测曲线的变化趋势给出控制数据，从而增加输入控制点。系统输出的连续性同时还与控制器输出D/A转换器的分辨率有关，通过对D/A输出进行细分，实现了型坯产品的壁厚曲线的连续。PID参数模糊自整定系统结构主要由参数可调整PID和模糊控制系统两部分组成。它是在常规PID控制器的基础上，以误差e和误差变化率c作为输入，采用模糊推理方法对

3、PID参数Kp、Ki、Kd进行在线自整定，以满足不同e和c对控制器参数要求，而使被控对象具有良好的动、静态性能。常规的PID参数模糊自整定控制器采用两输入三输出模糊控制器。为避免两输入三输出模糊控制器的繁琐的模糊规则的编写以及复杂的运算，本论文设计的PID参数模糊自整定控制器在常规的两输入三输出的模糊控制器基础上进行改进，只对单一PID参数Kp进行自整定，模糊控制器的模糊控制规则采用智能权函数法。本文所设计的PID参数模糊自整定控制器与重庆硕山塑料制品厂共同研制并得到了实际应用，结果表明PID参数模糊自整定控制器集合了PID控制器和智能权模糊控制器的优点，能很好地跟踪设置值，具有超调

4、量小，响应快，控制精度高等特点。关键词：壁厚控制，PID控制，模糊控制，参数自整定I重庆大学硕士学位论文中文摘要ABSTRACTHollowblowmoulding(HBM)ismoldingbypressingblankontotheinnerwallofamouldthroughairpressure.Hollowcontainersrequireaminimalwallthickness(WT)ofblankforthesakeitsstrength.Inthemanufacturingprocess,WTofblankisrequiredtofollowthesetvalue

5、exactlyandasfastaspossible.Additionally,limitedpointsalongtheoutlinecurveareselectedforcurvedrawing,whichdemandsvalueinserttingbetweenpointsforasmoothoutline.AtpresentWTcontrollerinChinaareallimportedandareofhighpriceanddifficulttomaintain.Sodomesticcontrollingproducingmeansgreateconomicbenefit

6、andanadvanceinHBMindustryofChina.AfterathoroughanalysisofthemethodsofwallcontrollingofHBMsystem,thisthesisestblishesamathematicmodelofthepowersubsysteminHBM,andprovidesadesignforafuzzyself-tuningPIDparametercontrolleraswellasdesignsforitssoftwareandhardware.Thcontroller,withARMmicro-processoras

7、itscoreandµC/OS-IIrealtimeoperationsystemasitsdevelopingplatform,cansetthevalueofanyblankshapeandshowesthedesignedcurveinLCDmonitor.ThisthesisalsoconductsananlysisoftheD/Aoutputcontinuityofthecontroller,andproposesthatgoodWTcontro