基于灰色预测-模糊PID的全电动注塑机注射速度控制

崔振华，李素玲

(山东理工大学 电气与电子工程学院，山东 淄博 255049)



基于灰色预测-模糊PID的全电动注塑机注射速度控制

崔振华，李素玲

(山东理工大学 电气与电子工程学院，山东 淄博 255049)

摘要：针对全电动注塑机射胶过程的工作原理和所呈现的随机性、非线性、时变性等特点，提出将灰色预测、模糊控制与常规PID控制相结合的灰色预测模糊PID控制算法，用于全电动注塑机注射速度的控制. 模糊PID控制通过模糊推理对常规PID参数自适应调整实现速度控制.建立注射速度模型，并进行MATLAB仿真.结果表明，采用预测模糊PID的注射速度控制能够获得很好的速度跟踪性、稳定性和抗干扰性，易实现注射速度的分级控制.

关键词：注塑机；灰色预测；模糊控制；PID控制

全电动注塑机的控制比较复杂，不仅具有高阶非线性特点，而且容易受负载扰动的影响.注射速度的高阶非线性使得单纯的预测控制、模糊控制和预测控制很难对注射速度进行跟踪.本文采用灰色预测-模糊PID控制策略[1]，从已经发生的系统行为特征中寻找规律，对系统未来的速度变化作出估计，同时实现PID参数在线调整，使注射速度在高负载情况下稳定可靠，能够实时跟踪设定的曲线.

1　全电动注塑机注射过程工作原理

全电动注塑机的注射结构如图1所示.射胶伺服电机通过同步带带动滚珠丝杆运动将旋转运动转化为注射螺杆的直线运动，将积存于机筒前端的熔料注入到模腔中.其结构主要包括由控制器、驱动器、射胶伺服电机和编码器构成驱动部分和由同步带、滚珠丝杆、注射螺杆等组成的传动部分.射胶系统控制原理如图2所示.