水冷式注塑机温度控制系统数学模型建立

陈凯　刘晨帆　任亚兰

【摘 要】为了研究注塑机料筒大时滞、强耦合和非线性时变电磁感应加热温度控制系统，文中利用参数辨识法建立了水冷式注塑机电磁感应加热装置控制模型，分别建立了加热过程以及冷却过程的数学模型。

【关键词】注塑机；电磁加热；参数辨识

0 引言

传统注塑机加热采用电阻加热方式，但是电阻加热方式的热效率低，仅仅为加热功率的30%～40%。电磁感应加热以其升温速度快、热效率高、寿命长、工作环境优良等优点，但是注塑机电磁感应加热在带来上述优点的同时，也存在着降温速度慢、温度控制精度低和调节时间长等问题，针对此问题，2013年北京三博中自科技有限公司研制出了水冷式电磁感应加热装置，它具有降温迅速、控温精确和调节时间短等特点。利用参数辨识法建立水冷式注塑机电磁感应加热装置控制模型，分别建立加热过程以及冷却过程的数学模型正是本文需要解决的问题。

1 加热和冷却数据的曲线拟合

1.1 加热过程曲线拟合

通过参数辨识的方法分别建立水冷式注塑机电磁感应加热装置在加热以及冷却过程中的控制模型。然后分别对20%P，30%P，40%P，50%P，60%P，70%P，80%P，90%P以及P时进行加热过程曲线拟合，最终拟合曲线如图1所示。

1.2 冷却过程曲线拟合

加热功率在80%P时，然后分别在流量u=8.3L·min-1，11.4L·min-1，13.0L·min-1，15.2L·min-1的情况下进行曲线的拟合，最终擬合曲线如2所示。

2 水冷式电磁感应加热装置数学模型的参数辨识

2.1 加热模型建立

根据拟合的曲线，建立温度T随加热功率P变化的数学模型。……