[发明专利]一种正反输入预测控制的注塑模具温度控制方法及设备

权利要求书

1.一种注塑模具温度控制方法，用于采用注塑模具温度控制设备调整模具温度，该注塑模具温度控制设备包括用于输入温度正输入量来提高模具温度的温度正输入控制模块和用于输入温度反输入量来降低模具温度的温度反输入控制模块；其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、获取温度正输入控制模块的温度正输入参数、温度反输入控制模块的温度反输入参数、注塑模具温度控制设备的温度单输入参数；并且，每隔采样时间Δt获取当前t时刻的温度正输入控制模块的实际温度正输入量、温度反输入控制模块的实际温度反输入量以及注塑模具温度控制设备的实际温度总输入量；

这里，温度正输入参数包括温度正输入控制模块的正输入时滞θ_h、温度正输入控制模块的正输入增益K_h、温度正输入控制模块的正输入时间常数τ_h；温度反输入参数包括温度反输入控制模块的反输入时滞θ_c、温度反输入控制模块的反输入增益K_c和温度反输入控制模块的反输入时间常数τ_c；注塑模具温度控制设备的温度单输入参数包括温度单输入时滞θ、温度单输入增益K和温度单输入时间常数τ；

步骤S2、建立注塑模具温度控制设备的温度传递函数模型，有：

y(s)=Khe-θhsτhs+1uh(s)+Kce-θcsτcs+1uc(s);]]>

y(s)=Ke-θsτs+1u(s);]]>

τ=τh+τc2,K=Kh+Kc2,θ=min(θh,θc);]]>

_s为拉普拉斯变换算子；y(s)为在温度传递函数模型中，注塑模具温度控制设备的输出量；u_h(s)为在温度传递函数模型中，温度正输入控制模块的正输入量；u_c(s)为在温度传递函数模型中，温度反输入控制模块的反输入量；u(s)为在温度传递函数模型中，注塑模具温度控制设备的温度单输入量；

将温度传递函数模型离散化为z函数模型，该z函数模型为：

y(t)=bh0z-11+ah1z-1uh(t-dh)+bc0z-11+ac1z-1uc(t-dc);]]>

y(t)=b0z-11+a1z-1u(t-d)]]>

其中，bh0=Kh(1-e-Δtτh),bc0=Kc(1-e-Δtτc),dh=θhΔt,]]>

dc=θcΔt,ah1=e-Δtτh,ac1=e-Δtτc,]]>z为z变换算子；

b0=K(1-e-Δtτ),a1=e-Δtτ,d=θΔt;]]>

y(t)为在当前t时刻，注塑模具温度控制设备的输出量；u_h(t-d_h)为在t-d_h时刻，温度正输入控制模块的温度正输入量；u_c(t-d_c)为在t-d_c时刻，温度反输入控制模块的温度反输入量；u(t-d)为在t-d时刻，注塑模具温度控制设备的温度总输入量；

利用GPC算法求取u(t)；其中，u(t)为当前t时刻，注塑模具温度控制设备的温度总输入量；

在令温度预期正输入量u_h(t)＝0或温度预期反输入量u_c(t)＝0的情况下，根据z函数模型计算得到温度预期正输入量u_h(t)和温度预期反输入量u_c(t)；其中，

当d_h＝d_c＝d时，

uh(t)=min(Cbh0,100),if C>00,otherwise,uc(t)=min(-100,Cbc0),if C<00,otherwise]]>

C＝b₀(1+a_h1z^-1)(1+a_c1z^-1)u(t)

-b_h0(a₁z^-1+a_c1z^-1+a₁a_c1z^-2)u_h(t)；

-b_c0(a₁z^-1+a_h1z^-1+a₁a_h1z^-2)u_c(t)

当d_h＞d_c＝d时，

uc(t)=trs_a×u(t)-trs_bh×uh(t-dh+dc)-bc0(a1+ah1+a1ah1z-1)uc(t-1)bc0if uh(t-dh+dc)=00if uh(t-dh+dc)>0]]>

uh(t)=min(C1bh0,100),if uc(t)=0and C1>00,if uc(t)≠0or C1≤0]]>

其中，

b₀(1+a_h1z^-1)(1+a_c1z^-1)＝trs_a

b_h0(1+a₁z^-1)(1+a_c1z^-1)＝trs_bh；

C₁＝b₀(1+a_h1z^-1)(1+a_c1z^-1)u(t+d_h-d_c)

-b_h0(a₁+a_c1+a₁a_c1z^-1)u_h(t-1)；

-b_c0(a₁+a_h1+a₁a_h1z^-1)u_c(t+d_h-d_c-1)

u(t+d_h-d_c)为在t+d_h-d_c时刻，注塑模具温度控制设备的温度总输入量；u_h(t-1)为在t-1时刻，温度正输入控制模块的温度正输入量；u_c(t+d_h-d_c-1)为在t+d_h-d_c-1时刻，温度反输入控制模块的温度反输入量；

u_h(t-d_h+d_c)为在t-d_h+d_c时刻，温度正输入控制模块的温度正输入量；u_c(t-1)为在t-1时刻，温度反输入控制模块的温度反输入量；

当d＝d_h＜d_c时，

uh(t)=trs_a×u(t)-trs_bc×uc(t-dc+dh)-bh0(a1+ac1+a1ac1z-1)uh(t-1)bh0if uc(t-dc+dh)=00if uc(t-dc+dh)>0;]]>

uc(t)=min(-100,C2bc0),if uh(t)=0and C2<00,if uh(t)≠0or C2≥0;]]>

其中，

b₀(1+a_c1z^-1)(1+a_h1z^-1)＝trs_a

b_c0(1+a₁z^-1)(1+a_c1z^-1)＝trs_bh

C₂＝b₀(1+a_c1z^-1)(1+a_h1z^-1)×u(t+d_c-d_h)-b_c0(a₁+a_h1+a₁a_h1z^-1)×u_c(t-1)

-b_h0(a₁+a_c1+a₁a_c1z^-1)×u_h(t+d_c-d_h-1)；

u(t+d_c-d_h)为在t+d_c-d_h时刻，注塑模具温度控制设备的温度总输入量；u_c(t-1)为在t-1时刻，温度反输入控制模块的温度反输入量；u_h(t+d_c-d_d-1)为在t+d_c-d_d-1时刻，温度正输入控制模块的温度正输入量；

u_c(t-d_c+d_h)为在t-d_c+d_h时刻，温度反输入控制模块的温度反输入量；u_h(t-1)为在t-1时刻，温度正输入控制模块的温度正输入量；

步骤S3、在当前t时刻，温度正输入控制模块根据温度预期正输入量u_h(t)输入温度正输入量，温度反输入控制模块根据温度预期反输入量u_c(t)输入温度反输入量。