聚合物热成型加热的优化设定与控制

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聚合物片材加热占热成型整机能耗的80%,市场竞争的加剧和节能降耗要求的不断提高迫切要求企业从有限的资源中不断挖掘潜力,提高经济效益。项目针对粤东地区这一优势产业需求,结合前期研究,从过程建模和稳态优化控制等基础理论研究入手,利用现有的试验平台,以热成型加热过程节能降耗为目标,针对生产过程产品多批次(不同规格、材料、成型速度)、间歇性生产状态变化的特点,解决热成型生产中所涉及的基于机理模型的建模和非线性模型求解、基于模型的稳态在线设定值优化和回路过程控制等理论瓶颈。  项目分别建立了基于传热学的加热瓦片-聚合物片材吸热的机理模型,并分别讨论了几种参数对模型的影响,同时利用MATLAB对非线性模型进行求解,并讨论了求解过程中线性化因素对模型的影响。  制定了聚合物热成型加热的设定值稳态优化算法,以节能降耗为目标,利用遗传算法计算出每一组工艺参数下的片材温度设定值,从而实现了节能降耗。同时针对生产过程中的非稳态状况,制定了基于PID的动态补偿控制策略。  设计了模糊控制器实现回路的控制,从稳态-动态特性,在抗扰动鲁棒性上验证了控制器的优越性。针对PLC在多回路数据处理上的不足,开发了以OPC通信下以MATLAB/SIMULINK为控制器的半实物控制平台。
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