基于控制参数化的注塑工业过程最优反馈控制方法

本文针对一类典型的注塑工业过程系统,研究了注塑填充过程中产生的熔体流动速度最优跟踪控制问题,提出了一种基于控制参数化的计算最优反馈控制器设计方法以实现注塑过程中熔融聚合物流动前沿位移的最优跟踪控制,进而达到改善注塑零件性能的高效生产目标.首先,面向注塑工艺复杂生产过程建立了动态过程系统数学模型,提出了注塑机内部熔融聚合物流动前沿位置的动态最优跟踪控制问题;其次,设计了一种多级反馈控制律,通过控制参数化方法将控制反馈核进行了参数化表示,将控制器设计问题转化为一序列最优参数决策问题;然后,通过状态灵敏度方程分析方法,求解出了目标函数及约束条件关于决策变量参数梯度信息的显式表达式,并基于所提供的梯度...

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Bibliographic Details
Published in控制理论与应用 Vol. 39; no. 11; pp. 2125 - 2136
Main Authors 任志刚, 吴宗泽, 谢胜利
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 深圳大学机电与控制学院,广东深圳518052 01.11.2022
广东工业大学 自动化学院粤港澳离散制造智能化联合实验室,广东广州510006%广东工业大学 自动化学院粤港澳离散制造智能化联合实验室,广东广州510006
Subjects
最优控制
工业过程
注塑成型
状态反馈
控制参数化
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ISSN1000-8152
DOI10.7641/CTA.2022.11021

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Summary:本文针对一类典型的注塑工业过程系统,研究了注塑填充过程中产生的熔体流动速度最优跟踪控制问题,提出了一种基于控制参数化的计算最优反馈控制器设计方法以实现注塑过程中熔融聚合物流动前沿位移的最优跟踪控制,进而达到改善注塑零件性能的高效生产目标.首先,面向注塑工艺复杂生产过程建立了动态过程系统数学模型,提出了注塑机内部熔融聚合物流动前沿位置的动态最优跟踪控制问题;其次,设计了一种多级反馈控制律,通过控制参数化方法将控制反馈核进行了参数化表示,将控制器设计问题转化为一序列最优参数决策问题;然后,通过状态灵敏度方程分析方法,求解出了目标函数及约束条件关于决策变量参数梯度信息的显式表达式,并基于所提供的梯度信息结合序列二次规划算法进行了高效优化迭代求解;最后,通过实验仿真验证了本文所提出的最优反馈控制器设计方法的可行性和有效性.
ISSN:1000-8152
DOI:10.7641/CTA.2022.11021