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随着社会和科学技术的进步,注塑机正朝着高精度、高重复性、节能及低噪声等方向发展,而伺服泵式注塑机符合了注射成型机的发展方向。伺服泵式注塑机是依靠伺服电机来控制液压泵,通过改变泵的转速来改变其流量,实现对液压系统的控制。由于其控制思路的改变而产生的省油环保等特点,也符合现代工业的发展方向。
本文以贝加莱公司的注塑机项目为背景展开课题研究。首先介绍了注塑机中开合模、锁模、注射和保压等概念,分析了注塑机的组成结构及工作原理,通过介绍注塑机的工艺流程分析控制系统应达到的目标和要求。然后介绍了伺服泵式注塑机的结构与性能,对伺服驱动器、伺服电机、变量泵各自选型原则进行了分析和研究。详细介绍了伺服泵式注塑机的硬件配置和系统软件组成。在利用先进伺服控制技术的基础之上,设计了优良的注塑机控制系统架构和控制策略。
常规的PID控制器在工业控制中有较好的效果,但是对注塑机液压伺服系统中要求精度高,响应快的控制,效果并不理想。本文结合PID控制器简单方便的优点,引入前馈加PID控制来提高注射系统的控制精度和速度。前馈控制由于具有快速简单的特点,可以弥补PID在控制速度中的不足。在注塑机中使用前馈控制提高控制器的反应速度。不使用位置反馈给出速度切换的信号。根据当前速度以及设定速度估计出切换的时间点,使用控制器自身的计时器来给出切换信号,提高响应速度。同时为了使用好PID控制,根据每次切换的具体情况决定加入PID控制的时机。在此基础上设计了基于前馈补偿PID控制算法的注塑机控制系统解决方案,实现了预期的控制效果。