本文關(guān)鍵詞：注塑機控制系統(tǒng)半實物仿真平臺的研究與實現(xiàn)

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【摘要】：仿真技術(shù)是隨著計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展逐步形成的一類試驗研究的新興方法,仿真技術(shù)經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展,從研究簡單系統(tǒng)到現(xiàn)在成為研究復雜系統(tǒng)的有力工具。半實物仿真是工程領(lǐng)域內(nèi)一種較為廣泛的仿真技術(shù),半實物仿真是在計算機仿真回路中接入實物進行實驗,因而實驗結(jié)果更接近實際情況,仿真得到的系統(tǒng)參數(shù)對實物測試有指導性的意義,降低了實物測試過程中設(shè)備受到損壞的幾率。本文以注塑機控制器為對象,通過分析國內(nèi)外復雜系統(tǒng)的控制器的研發(fā)測試技術(shù),以過程控制仿真和交叉學科聯(lián)合建模仿真的思想為基礎(chǔ),設(shè)計了注塑機控制系統(tǒng)半實物仿真平臺,用于測試注塑機的控制器的功能,對注塑機的控制算法進行驗證。注塑機控制系統(tǒng)半實物仿真平臺的設(shè)計分為軟件設(shè)計和硬件設(shè)計,軟件部分采用專業(yè)的機械液壓軟件AMESim和數(shù)學模型的建模軟件MATLAB,AMESim作為專用的建模軟件具有大量專家模型,可以使得工程人員快速建立機械液壓模型,MATLAB能夠建立復雜的數(shù)學模型,通過接口技術(shù)與AMESim連接起來。用虛擬實驗儀器LabVIEW編寫仿真接口和注塑機的人機界面。硬件部分使用NI sb9632控制采集平臺作為控制器原型,這一控制采集平臺的控制核心是一塊實時芯片和高性能現(xiàn)場可編程門陣列,這種結(jié)構(gòu)的控制平臺能夠運行復雜的控制算法,同時具備高速接口的功能。通過對注塑機系統(tǒng)進行分析和對液壓建模和數(shù)學建模技術(shù)的研究,建立了注塑機模型,編寫了聯(lián)合仿真軟件間的接口程序,設(shè)計了用于參數(shù)修改和實時監(jiān)測的人機界面。最后設(shè)計了實驗,測試了單神經(jīng)元PID和分段PID兩種算法分別在注塑機合模機構(gòu)和料筒上應用效果,對測試結(jié)果做出了分析,得到了優(yōu)于傳統(tǒng)PID的性能參數(shù),證明了注塑機控制系統(tǒng)半實物仿真平臺的有效性和可實現(xiàn)性。
【關(guān)鍵詞】：過程控制仿真 AMESim LabVIEW MATLAB 半實物仿真
【學位授予單位】：西南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ320.52;TP391.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 課題來源9
• 1.2 課題研究背景及意義9-10
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.3.1 數(shù)字仿真技術(shù)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3.2 半實物仿真技術(shù)簡述12-13
• 1.3.3 注塑機控制系統(tǒng)半實物仿真平臺簡述13-14
• 1.4 主要研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)組織14-16
• 1.4.1 研究內(nèi)容14
• 1.4.2 組織結(jié)構(gòu)14-16
• 2 注塑機系統(tǒng)分析16-27
• 2.1 注塑機結(jié)構(gòu)分析16-17
• 2.2 注塑機工作流程17-18
• 2.2.1 模具閉模和合緊17-18
• 2.2.2 注塑裝置前移和注射18
• 2.2.3 模腔壓力保持18
• 2.2.4 制品冷卻和預塑化18
• 2.2.5 注射臺后退制品頂出18
• 2.3 注塑機過程控制參數(shù)18-22
• 2.3.1 溫度參數(shù)19-20
• 2.3.2 壓力參數(shù)20-21
• 2.3.3 流量參數(shù)21-22
• 2.4 注塑機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析22-26
• 2.4.1 注塑機液壓油路22
• 2.4.2 注塑機合膜控制22-23
• 2.4.3 注塑機注射控制23
• 2.4.4 注塑機電氣控制23-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 3 注塑機控制系統(tǒng)半實物仿真平臺總體方案設(shè)計27-35
• 3.1 仿真平臺硬件環(huán)境28-29
• 3.2 仿真平臺軟件環(huán)境29-34
• 3.2.1 AMESim在仿真平臺中的應用29-30
• 3.2.2 LabVIEW在仿真平臺中的應用30
• 3.2.3 LabVIEW與MATLAB的聯(lián)合仿真30-31
• 3.2.4 LabVIEW與AMESim的聯(lián)合仿真31-34
• 3.3 本章小結(jié)34-35
• 4 注塑機控制系統(tǒng)半實物仿真平臺各子系統(tǒng)的構(gòu)建35-48
• 4.1 注塑機建模35-39
• 4.1.1 液壓系統(tǒng)35-36
• 4.1.2 合膜系統(tǒng)36-37
• 4.1.3 注射系統(tǒng)37-38
• 4.1.4 電氣系統(tǒng)38-39
• 4.2 注塑機控制系統(tǒng)的構(gòu)建39-40
• 4.3 注塑機人機界面的實現(xiàn)40-46
• 4.3.1 參數(shù)設(shè)定界面41-43
• 4.3.2 生產(chǎn)監(jiān)控界面43-46
• 4.4 注塑機動作順序的實現(xiàn)46-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 5 注塑機控制系統(tǒng)的半實物仿真平臺的試驗驗證48-61
• 5.1 合膜系統(tǒng)的單神經(jīng)元控制48-57
• 5.1.1 合膜系統(tǒng)的單神經(jīng)元自適應PID控制48-52
• 5.1.2 注塑機合模系統(tǒng)52-54
• 5.1.3 單神經(jīng)元PID控制器實現(xiàn)54-55
• 5.1.4 仿真實驗結(jié)果55-57
• 5.2 料筒溫度的分段PID控制57-60
• 5.2.1 分段PID原理57-58
• 5.2.2 基于LabVIEW與MATLAB混合編程的分段PID仿真58-60
• 5.2.3 基于分段PID的注塑機料筒溫度仿真結(jié)果分析60
• 5.3 本章小結(jié)60-61
• 總結(jié)及展望61-62
• 致謝62-63
• 參考文獻63-67
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及研究成果67

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本文編號：560414