[发明专利]一种基于udf和数值模拟的注塑机料筒计量段温度控制方法

说明书

本发明涉及温度控制方法领域，更具体地，涉及一种基于udf和数值模拟的注塑机料筒计量段温度控制方法。一种基于udf和数值模拟的注塑机料筒计量段温度控制方法，包括以下：S1：构建注塑机料筒计量段结构模型；S2：对S1中的结构模型建立传热数学模型，并根据加热圈的体积热源与注塑机料筒计量段温度的关系，求出料筒计量段的仿真温度；S3：基于udf函数设定温度值以及阈值，计算S2中的仿真温度与设定温度之间的偏差值，并判断偏差值是否超过阈值，若是，利用改进的遗传算法获取PID参数，进而对加热圈的体积热源进行整定，并将整定后的加热圈的体积热源传送给S2，若否，输出仿真温度；S4：基于S3不同时间输出的仿真温度，获取基于时间的温度控制线。

技术领域

本发明涉及温度控制方法领域，更具体地，涉及一种基于udf和数值模拟的注塑机料筒计量段温度控制方法。

背景技术

注塑机料筒温度是注塑加工过程中的重要参数，对料简的加热温度进行有效的控制是保证塑料制品成型质量的重要环节。

在本行业中，注塑机料筒温度的控制一般采用传统的温度开关控制式温控仪作为控制器或者采用PID优化控制方式。其中PID控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件，作用是把收集到的数据和一个参考值进行比较，然后把这个误差用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。当采用传统的温度开关控制式温控仪作为控制器时，容易导致温度波动范围大，稳态性低，难以获得稳定的料筒加热温度，致使塑料制品质量很不稳定；采用PID优化控制方式时容易存在控制参数整定、系统鲁棒性以及功率控制问题。中国专利申请，公开号为：CN101491935A，公开了一种注塑机料筒温度同步控制系统及方法，其包括位于料桶各段位置处的若干电加热器和具有对应安装位置的温度传感器，各温度传感器通过信号线连接至温度设定模块，温度设定模块、温度同步控制模块和PID控制模块通过信号线依次连接，PID控制模块通过信号线连接至前述各电加热器。该公开的技术方案中，对PID参数进行整定时，需要多次调取PID参数进行计算加热功率，然后将输出的加热功率与设定值一一对比，所需耗时长，进而存在塑料制品质量不稳定的现象。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中，在对PID参数整定时存在时长，进而存在塑料制品质量不稳定的现象。提供一种基于机理和数据相结合的回转窑烧结温度预测方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于机理和数据相结合的回转窑烧结温度预测方法，包括以下：

S1：构建注塑机料筒计量段的结构模型，所述注塑机料筒计量段包括计量段本体、加热圈以及喷嘴，所述加热圈套接在所述计量段本体上，所述喷嘴安装在所述计量段本体的一端部上；

S2：对步骤S1中所述的结构模型建立传热数学模型，并根据所述加热圈的体积热源与注塑机料筒计量段温度的关系，求出注塑机料筒计量段的仿真温度；

S3：基于udf函数设定温度值以及阈值，计算步骤S2中的仿真温度与设定温度之间的偏差值，并判断偏差值是否超过阈值，若是，利用改进的遗传算法获取改进后的PID参数，进而对加热圈的体积热源进行整定，并将整定后的加热圈的体积热源传送给步骤S2，若否，输出仿真温度；

S4：基于步骤S3不同时间输出的所述仿真温度，获取基于时间序列的温度控制线。

在本技术方案中，构建塑机料筒计量段结构模型，并基于该模型建立传热数学模型，根据数学模型求出注塑机料筒计量段的仿真温度，当仿真温度与设定温度之间的偏差值超过阈值时，利用改进的遗传算法获取改进后的PID参数，通过PID参数对加热圈的体积热源进行整定，进而输出偏差值小于阈值的仿真温度。本技术方案利用改进后的PID参数输出所需的仿真温度，避免了在仿真温度与设定温度之间的偏差值超过阈值时，因多次调取PID参数进行计算加热功率导致的塑料制品质量不稳定的问题。

优选地，所述步骤S3中的体积热源的整定通过调整加热圈的加热功率实现：