[发明专利]一种注塑成型过程迭代建模与优化的制品重量控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及注塑成型制品重量控制领域，特别地，涉及一种注塑成型过程迭代建模与优化的制品重量控制方法。

背景技术

注塑成型是一种常用的、重要的塑料加工成型方法。而成型制品的重量是注塑制品的一项重要质量性能指标。注塑成型制品的重量控制对于制品质量控制有重要意义。然而，注塑成型过程是一个复杂的、多阶段、多变量的和非线性的间歇生产过程。影响注塑制品重量的因素众多，造成注塑成型制品的重量控制实现困难，成本高昂。

从产品质量控制的角度，目前在注塑成型重量控制领域，常用的重量控制方法包括：第一，试凑法，它通过操作人员根据经验反复调节来获得一个较优的控制工作点，这种方法虽然简单易行，但是非常费时、低效，且严重依赖于操作人员的个人经验；第二，试验设计法，该方法通过实验设计来确定试验方案，实施试验并采集各个试验点重量信息，再对数据进行分析或拟合，通过近似的拟合模型来预测最优工作点实现制品重量控制；该方法的优点在于通过精心设计的试验可以减少试验次数，并且可以给出一个近似的质量模型；其缺陷在于，试验设计法仍然需要较多的经验辅助、在线实施困难，也只能找到近似的局部最优工作点，因此该方法的控制精度不高；第三，基于模型的重量控制方法；该方法需要有一个先验模型作为基础，根据其模型不同可以分为机理模型和基于试验数据的辨识回归模型两大类。该方法在已有模型的基础上虽然具备实施简单，可以离线进行等优点；但是由于注塑成型过程的复杂性，塑料制 品的重量表征难以实现，制品重量与各工艺参数之间的机理模型无法准确建立。而基于数据的回归模型一般都需要通过大量的实验获得，往往工作量大，并且模型的外推性也不理想；因此模型是该方法的一大瓶颈。与此同时，注塑成型过程具有工作点变化频繁的特点，在工业生产过程中经常需要改变材料、模具和一些工作条件。在这些要素发生改变的情况下，原模型精度根本无法适用于新的生产过程。第四，基于单纯形方法的无模型重量控制方法；由于注塑过程具有单位生产成本低、快速、易重复的特点，该方法利用单纯形方法来迭代产生控制工作点序列，并利用在线试验的思想避免了对过程模型的依赖。该方法虽然能在一定程度上减少重量控制的试验开销、缩短控制时间；但仍然需要一定量的试验成本和控制时间，且方法的效率取决于其核心无模型算法的效率，具有较难的收敛性。

本发明结合注塑过程的快速、低成本以及过程的可重复性，并借鉴传统方法中基于模型与无模型控制方法各自的优点，提出了一种迭代建模和在线优化的方法，即局部建模、信赖域优化、在线试验相结合的方法。其具有较高的优化效率和较低的实验成本，一定程度上解决建模过程中的模型失配问题，并且具有一定的收敛性。这对于提高注塑成型过程的重量控制效率和在工业生产过程中具体落实节能减排有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有注塑成型制品重量控制与优化方法的不足，提供一种与现有方法不同思路的、更高效的重量控制方法。本发明结合已有方法中各自的优点，提出了一套边建模边优化的优化控制方法，包括迭代建模策略和信赖域优化。其具有较高的优化效率和较低的实验成本，一定程度上解决建模过程中的模型失配问题，并且具有一定的收敛性。

本发明为实现上述发明目的采用了如下的技术方案：一种注塑成型过程迭代建模与优化的制品重量控制方法，该方法包括以下步骤：