控制算法在自動澆注系統(tǒng)中的研究與仿真.pdf

1、澆注是現(xiàn)代化鑄造生產(chǎn)中十分重要的方法和工藝過程。我國是一個鑄造生產(chǎn)大國，各鑄造企業(yè)為了使自己能在激烈競爭的市場中贏得一席之地，對鑄件質(zhì)量的要求越來越苛刻。然而許多因素影響或制約了鑄件質(zhì)量、產(chǎn)量的提高，甚至很多鑄造企業(yè)依然停留在人工澆注階段，雖然人工澆注的鑄件質(zhì)量比較好，生產(chǎn)效率卻很低。作者通過對鑄造過程中澆注系統(tǒng)的分析和研究，發(fā)現(xiàn)影響鑄件質(zhì)量的主要因素是澆注過程中澆口杯的液位。它的高低不僅影響著鑄件的質(zhì)量和產(chǎn)量，而且如果控制不好，液位過

2、高，會導(dǎo)致金屬液從澆口杯中漏出，破壞整個澆注系統(tǒng)的正常工作；液位過低，又會造成鑄件中縮松、縮孔、氣泡等現(xiàn)象，甚至導(dǎo)致殘次品的產(chǎn)生。 澆注系統(tǒng)是一個非常復(fù)雜的被控對象，它具有非線性、時變性、灰色性等特點，簡單的PID控制方式雖然能實現(xiàn)澆注的自動化，但存在一定的缺點，控制參數(shù)很難調(diào)整，而且需要有經(jīng)驗的操作工人在線不斷地對這些參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，才有可能達(dá)到澆注這個復(fù)雜多變被控系統(tǒng)的工藝要求。這種控制方法控制效果和有經(jīng)驗操作工人的控制效果相

3、比，鑄件的質(zhì)量和產(chǎn)量存在較大的差別，而且隨著操作工人的不斷變更，這些寶貴的操作經(jīng)驗知識也有可能會隨著丟失。因此有必要給澆注系統(tǒng)引進(jìn)一些新的控制方法，以滿足鑄造中澆注系統(tǒng)自動控制的要求，從而推動我國鑄造業(yè)的發(fā)展。 本文是圍繞鑄造澆注系統(tǒng)中液位的控制問題而展開的。澆口杯液位控制是澆注系統(tǒng)中重要的環(huán)節(jié)，是鑄造生產(chǎn)的核心。如上所述，它的控制直接影響到鑄件的質(zhì)量和產(chǎn)量。采用傳統(tǒng)的控制方法又很難達(dá)到控制要求。在對澆注系統(tǒng)進(jìn)行分析和研究的基礎(chǔ)

4、上，作者通過現(xiàn)場不斷地手動澆注以及與有豐富操作經(jīng)驗的工人進(jìn)行交流，收集了大量的澆注知識。針對現(xiàn)有自動澆注系統(tǒng)的特點，將這些操作知識進(jìn)行歸納總結(jié)，提出采用模糊控制的方法，并在簡單模糊控制和PID控制的基礎(chǔ)上提出一種新的控制算法，較好地解決了這一問題，達(dá)到了工藝要求。 在設(shè)計模糊控制器的過程中，通過不斷仿真試驗，作者發(fā)現(xiàn)隸屬度函數(shù)，控制規(guī)則，調(diào)整因子等因素，對自動澆注系統(tǒng)中模糊控制器性能的好壞起著至關(guān)重要的作用，因此作者在設(shè)計控制器