|本期目录/Table of Contents|

[1]王 克,朱建晓,杨 洁,等.一种熔融单元的LQG伺服控制系统设计[J].工业仪表与自动化装置,2023,(01):16-20.[doi:10.19950/j.cnki.cn61-1121/th.2023.01.003]
　WANG Ke,ZHU Janxiao,YANG Jie,et al.Design of LQG servo control system for melting unit[J].Industrial Instrumentation & Automation,2023,(01):16-20.[doi:10.19950/j.cnki.cn61-1121/th.2023.01.003]
点击复制

一种熔融单元的LQG伺服控制系统设计

《工业仪表与自动化装置》[ISSN:1000-0682/CN:61-1121/TH]

卷:
期数:
2023年01期
页码:
16-20
栏目:
出版日期:
2023-02-15

文章信息/Info

Title:
Design of LQG servo control system for melting unit
文章编号:
1000-0682（2023）01-0016-05
作者:
王 克1; 朱建晓2; 杨 洁1; 黄欣然1; 包建东1
(1. 南京理工大学 自动化学院, 江苏 南京 210094;
2. 苏州康尼格电子科技股份有限公司, 江苏 常熟 215500）
Author(s):
WANG Ke1; ZHU Janxiao2; YANG Jie1; HUANG Xinran1; BAO Jiandong*
1. School of automation Nanjing University of Science and Technology, Jiangsu Nanjing 210094, China;
2. Suzhou Konig Electronic Technology Co. Ltd., Jiangsu Changshu 215500, China
关键词:
熔融单元; smith预估器; pade近似; LQR控制; 卡尔曼滤波器
Keywords:
melting unit; smith predictor; pade approximation; LQR control; kalman filter
分类号:
TQ320.63
DOI:
10.19950/j.cnki.cn61-1121/th.2023.01.003
文献标志码:
A
摘要:
熔融单元是低压注塑设备的核心器件。为了更加稳定、精准的控制熔融单元的温度，该文研究熔融单元的温度控制特性，建立熔融单元温度控制的近似模型，通过绝对误差积分准则IAE性能指标对比pade近似和smith预估器下的PID控制器性能。选取pade近似进行线性二次型调节器LQR控制器设计,并将误差e作为中间状态量进行最优化控制，通过卡尔曼滤波器降低控制器输出电压扰动和温度传感器测量误差对控制器输出和系统输出的影响。通过仿真实验证明该方法可将系统超调量降低为0，IAE指标表明系统可快速跟随设定值变化，且不存在稳态误差；LQR控制器性能指标达0.865；且控制器具有一定的鲁棒性能。
Abstract:
Melting unit is the core device of low-pressure injection molding equipment. In order to control the temperature of melting unit more stably and accurately, the temperature control characteristics of melting unit are studied, and the approximate model of melting unit temperature control is established. The performance of PID controller under pade approximation and smith predictor is compared by the absolute error integration criterion ,IAE performance index. Pade approximation is selected to design LQR(linear quadratic regulator) controller, and the error is used as the intermediate state quantity for optimal control. Kalman filter is used to reduce the influence of controller output voltage disturbance and temperature sensor measurement error on controller output and system output. The simulation results show that this method can reduce the overshoot of the system to 0, and the IAE index shows that the system can quickly follow the change of the set value, and there is no steady-state error. The performance index of LQR controller reaches 0.865; And the controller has certain robustness.

参考文献/References:

[1]任旭晨.低压注塑机测控系统设计[D].南京：南京理工大学, 2018.

[2]莫家业.低压注塑机远程监控系统设计[J].合成树脂及塑料,2019,36(04):73-76.
[3]任旭晨,朱蕴璞.低压注塑机温度控制系统研究[J].国外电子测量技术,2017,36(10):123-127.
[4]郭建松,包建东,朱建晓,等. 低压注塑机注射装置智能化温度控制研究[J].工业仪表与自动化装置, 2016(6): 27-30.?div>[5]王冠华,陈忠祥.基于PID算法的热熔胶温度控制[J].设备管理与维修,2021(15):79-80.
[6]王德志.基于模糊PID的注塑机料筒熔料温度自动控制[J].合成树脂及塑料,2019,36(04):70-72.
[7]周冬冬,陈明霞,赵金迪.基于混合粒子群算法优化橡胶挤出机Smith-模糊PID温度控制系统[J].机床与液压, 2022,50(16):125-130.
[8]申静. 塑料吹膜机的模糊PID温度智能自动控制[J]. 合成树脂及塑料,2019,36(2):82-85.?/div>
[9]赵重鹏,原霞,赵鹏飞,等.基于模糊PID的环境适应型温控方法设计[J].电子设计工程,2020(08):80-84.
[10]何天磊,朱其新.基于极点配置和Pade近似的空调温度控制器的设计[J].苏州科技大学学报(自然科学版),201 9,36(02):66-70+77.
[11]张大永. 一类均衡Riccati方程解的存在唯一性及其应用[D]. 贵阳：贵州大学,2021.
[12]王广玉,窦磊,窦杰.基于自适应卡尔曼滤波的多目标跟踪算法[J].计算机应用,2022,42(S1):271-275.
[13]陈梅,王健.基于MATLAB GUI的Ziegler-Nichols PID参数整定仿真系统[J].实验室研究与探 索, 2020,39(06):98-101+122.
[14]王志国,陈军军,刘飞.基于数据驱动的控制器综合性能优化[J].自动化仪表,2022,43(02):30-37.

相似文献/References:

[1]高东祥,张 洪,修伟杰,等.基于深度强化学习改进的Smith预估器温度控制[J].工业仪表与自动化装置,2024,(03):54.[doi:DOI:10.19950/j.cnki.CN61-1121/TH.2024.03.010]
　GAO Dongxiang,ZHANG Hong,XIU Weijie,et al.Improved smith predictor temperature control based on deep reinforcement learning[J].Industrial Instrumentation & Automation,2024,(01):54.[doi:DOI:10.19950/j.cnki.CN61-1121/TH.2024.03.010]

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2022-09-09
第一作者：
王克（1996），男，江苏省宿迁市，硕士研究生。主要研究方向为自动化电子信息（控制工程）。
通信作者：
包建东（1979），男，江苏省苏州市常熟市，博士，副教授，硕士生导师，主要研究方向为智能仪器和控制工程。
更新日期/Last Update: 1900-01-01