论文部分内容阅读
注塑保压过程对最终的产品质量有着非常大的影响,目前,针对这一过程的控制研究方法主要包括根据所加工的聚合物的材料特性建立数学模型进行理论分析与在注塑机上直接进行实物实验两种方式。然而,这两种方式分别有着计算量大、难以用于在线控制以及实验成本较高、难以更换模具与材料的问题。因此,本文从注塑保压过程中使用的聚合物材料的粘弹性入手,针对性地设计了一套用于模拟该过程的实物仿真平台,实验结果验证了该平台的有效性,且在该平台上进行相关实验能有效降低实验成本,提高实验效率与安全性。同时,根据仿真平台表现出的摩擦特性进行了抖动-脉冲控制方法的研究,实验结果证明所使用的方法能较好地解决摩擦带来的死区等问题。本文的主要工作及创新点如下:1.研究了注塑保压过程中材料的粘弹性特性,并采用非定常Burgers模型对聚合物的非线性粘弹性进行表征。然后基于这一模型设计了一套由材料模拟系统、传动系统、驱动系统、检测系统及控制系统五部分组成的实物仿真平台。实验结果说明该平台能在较大的工作范围内表征注塑保压过程特性,且其具有机械伺服系统中常见的摩擦等特性。2.研究了机械系统中常见的摩擦问题,根据仿真平台的开环实验结果改进了原有的抖动控制方法,然后将脉冲控制与其结合成为抖动-脉冲控制方法并研究了不同控制参数及控制死区对该方法控制效果的影响,最后给出了该方法在仿真平台上的实验效果,并对方法的适用范围进行了探讨。实验结果表明方法对固有频率较低的系统具有很好的控制效果,而对固有频率较高的系统则主要通过部分抖动控制方法达到改善控制效果的目的。综上,本文根据注塑保压过程特性设计了一套能有效克服现有研究方法不足的实物仿真平台,并以其为基础设计了一套抖动-脉冲控制算法。实验结果表明了所设计的平台与方法的有效性,基于该平台可进行注塑保压方面的相关研究,所提方法则可用于具有类似特性的加工过程。