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研究生:郜懷恩
研究生(外文):Huai En,Kao
論文名稱:超高速射出成型機射速系統之建模與控制
論文名稱(外文):Modeling and Injection Velocity Control of an Ultra High-Speed Plastic Injection Molding Machine
指導教授:蔡清池
指導教授(外文):Ching-Chih Tsai
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:70
中文關鍵詞:超高速射出成型機增益適應PI控制
外文關鍵詞:Ultra High-Speed Plastic Injection Molding Machinegain-scheduling PI control
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隨著3C產業的蓬勃發展,薄件化的產品需求已成為產業的目標,而這些高階產品則需要在具有超高速射出能力的射出機上才能產出亦才具有利潤。
本論文首先建立超高速射出成型機射出油壓伺服系統之架構以及設計原則,並依此架構與原則完成射出成型機之設計;其次,由理論觀點出發,探討超高速射出時液壓缸速度控制系統的動態特性,並且建立系統之數學模式,同時應用此數學模型來評估PI控制器參數選用及性能,且與超高速射出成型機實驗結果做比較。最後,本文提出模糊PI控制器與增益適應PI控制器改善原有PI控制器以固定增益對於不同射出速度所產生之性能差異問題,並以實驗結果驗證此方法的有效性與可行性。
With the expanding growth of so-called 3C (computer. communication and comsumer) industry, many 3C products with very thin thickness have become increasing important for the industry. These high-quality products have been manufactured by ultra high-speed injection molding machines, not only for high yield rate but also for high profits. This thesis aims to develop techniques for modeling and injection speed control of an ultra high-speed plastic injection molding machine. Several rules and guidelines are proposed to select key compents of hydraulic servo valve system in the machine, and then a full-size machine is constructed. After setting up reasonable assumptions, we present a mathematical model of the plastic injection velocity control system, and verify the model using experimental results. Based on the model, a PI controller is presented and tested on the built machine. A fuzzy PI controller is also presented to achieve the velocity tracking control goal. To improve the fixed-gain PI controller, a gain-scheduling PI control is employed. Through experimental results, the proposed gain-scheduling PI controller together with the built system prototype has been proven effective and practical in achieving satisfactory setpoint tracking performance.
中文摘要 …………………………………………………………………i
英文摘要 …………………………………………………………………ii
誌  謝 …………………………………………………………………iii
目  錄 …………………………………………………………………iv
圖 目 錄 …………………………………………………………………viii
表 目 錄 …………………………………………………………………xii
符號說明 …………………………………………………………………xiii
第一章 緒論 ……………………………………………………………..1
1.1 前言…………………………………………………………………1
1.2 文獻回顧……………………………………………………………4
1.3 研究動機與目的……………………………………………………6
1.4 主要貢獻……………………………………………………………8
1.5 章節組織……………………………………………………………8
第二章 控制系統架構設計………………………………………………10
2.1 超高速射出成型機射出速度控制系統設計要領…………………10
2.2 超高速射出成型機射出裝置(致動器)機能與構造.………………17
2.3 超高速射出機射速控制系統油壓單元描敍及主要元件介紹……19
2.3.1 泵浦……………………………………………………………20
2.3.2 蓄壓器…………………………………………………………22
2.3.3 比例伺服閥……………………………………………………25
2.4 超高速射出機射速控制系統控制單元描敍及主要元件介紹……26
2.4.1壓力感測器…………………………………………………...27
2.4.2線性差動變壓器(LVDT)………………………………………29
2.4.3電位計(Potentiometer) ……………………………….……30
2.4.4控制器系統架構及伺服控制模組設計………………………32
2.4.4.1PC_BASED控制器系統架構………………………….32
2.4.4.2DSP伺服控制模組設計………………………………..32
2.5 超高速射出機射出速度控制系統設計……………………………34
2.6 結論…………………………………………………………………36
第三章 射出速度控制系統數學模型與PI及模糊PI控制………..…..37
3.1 蓄壓器動態性的數學模型…………………………………………37
3.2 液壓缸速度控制系統數學模型……………………………………41
3.3 超高速射出狀態方程式與系方塊圖與實驗………………………43
3.3.1超高速射出狀態方程式推導………………………………...43
3.3.2系統模擬與實驗……………………………………………...47
3.4 以PI控制器進行超高速射出速度控制與實驗…………………..49
3.4.1PI控制器設計………………………………………………...49
3.4.2以PI控制器進行超高速射出速度控制模擬與實驗……….50
3.5 以模糊PI控制器進行超高速射出速度控制與實驗……………..53
3.5.1模糊PI控制器設計…………………..……………………...53
3.5.2以模糊PI控制器進行超高速射出速度控制實驗…………..57
3.6 結論…………………………………………………………………60
第四章 增益規劃之超高速射出速度控制………………………………61
4.1增益規劃適應控制設計……………………………………………61
4.2增益規劃適應PI控制器設計與測試……………………………..63
4.2.1增益規劃適應PI控制器設計.………………………………63
4.2.2增益規劃適應PI控制器測試結果.…………………………65
4.3結論…………………………………………………………………69
第五章 總結與建議………………………………………………………70
5.1 總結…………………………………………………………………70
5.2 未來研究建議………………………………………………………70
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