基于模糊PID技术的注塑机温度控制研究
摘要：注塑机料筒温度控制是决定塑料产品质量的决定性因素，为了能够提高其料筒温度控制的精度和稳定性，将模糊PID控制技术应用于注塑机料筒温度控制中。首先，研究了模糊PID控制系统的基本原理；其次，设计了注塑机料筒温度的模糊PID控制系统，设置了模糊控制规则；最后，分别利用传统的PID控制系统和模糊PID控制系统对注塑机料筒温度进行控制仿真研究，仿真结果表明模糊PID控制技术能够获得更好的控制效果。
关键词：模糊PID；注塑机；温度；控制
Research on temperature control of injection molding machine based on fuzzy PID Technology
Abstract: the control of the temperature of the injection molding machine barrel is the decisive factor of the quality of plastic products, in order to improve the material barrel temperature control accuracy and stability, the fuzzy PID control technology is used in injection molding machine barrel temperature control. First, the study of the principles of fuzzy PID control system; secondly, the design of the injection molding machine barrel temperature fuzzy PID control system, set up the fuzzy control rule. Finally, we use the traditional PID control system and fuzzy PID control system of injection molding machine barrel temperature control system simulation. The simulation results show that the fuzzy PID control technology can obtain better control effect.
Key words: fuzzy PID; injection molding machine; temperature; control
1 引言
注塑机是用于加工塑料产品的关键设备，在注塑机加工过程控制中温度是一个非常关键点控制指标。注塑机料筒的温度是决定加工的塑料产品品质的决定性因素，在注塑机工作过程中，尽可能地使其料筒温度在预先设定的温度值附件产生较小的波动。目前，PID控制系统是进行注塑机料筒温度控制的主要技术，在使用过程中需要反复地调节PID控制参数才能获得料筒温度控制的目的，因此，操作过于复杂，控制精度也难以保证。为了能够提高PID控制系统的有效性，需要对传统的PID控制系统进行改进，将模糊控制和传统的PID控制技术融合起来构造了模糊PID控制系统，用于注塑机料筒温度的控制中，能够有效地提高注塑机料筒温度的控制精度，具有较好的自适应性[1]。
2 模糊PID控制系统的基本原理
PID控制器属于线性控制器，控制偏差可以表示为如下的形式：
（1）
式中， 表示控制系统的温度给定值， 表示控制系统的温度实际输出值。
PID控制模型可以表示为如下的形式[2]：
（2）
式中， 为序列， ； 为输出值； 为输出偏差变化量， ； 为系统输入的误差； 为比例因子； 为积分因子； 为微分因子。
模糊PID控制系统就是把模糊控制和PID控制的优点结合起来构造的，相应的参数表达式如下所示：
（3）
（4）
（5）
2 注塑机料筒温度的模糊PID控制系统的设计
基于模糊PID技术的注塑机料筒温度控制系统示意图如图1所示。
图1 注塑机料筒温度
依据注塑机料筒温度控制的实际需求，构造相应的传递函数，相应的表达式如下所示[3]：
（6）
5 结论
将模糊控制和传统PID控制技术融合起来构造了注塑机料筒温度控制系统，弥补了传统PID控制系统的缺陷，并且进行了温度控制仿真分析，仿真结果表明，该控制系统具有较小的超调量和稳态误差，能够获得更好的控制效果，使料筒温度控制于稳定值之内，从而能够提高塑料产品的质量。
