18、电气驱动注塑机合模系统的集成直接/间接自适应鲁棒控制

电气驱动注塑机合模系统的集成直接/间接自适应鲁棒控制

1. 引言

注塑机是工业中用于制造塑料制品的重要设备，广泛应用于汽车、航空航天和医疗设备等领域。按执行器可分为电动和液压两种类型，其中电动注塑机因其高精度而备受关注。合模系统是注塑机的主要系统之一，它能将模具驱动到所需位置并夹紧，随后注塑系统将加热的塑料注入模具，最后模具打开取出产品。

目前，针对注塑机设计了许多控制器，如训练人工神经网络的位置控制器、基于模糊逻辑的控制器。但实际应用中，大多数电动注塑机的控制器仅依赖伺服电机，未考虑注塑机动力学的影响。而且，由于注塑机通常在恶劣环境中使用，难以通过手工设计模型和参数识别获得完美的动态模型，不确定性会降低控制性能。为减少负面影响，提出了许多控制技术，如自适应控制器、鲁棒控制器等。

在实际应用中，期望估计摩擦、外力等运行状态以进行系统监测或健康诊断。然而，直接自适应鲁棒控制（DARC）仅关注减少跟踪误差，估计参数可能无法收敛到真实值，不能用于需要可靠准确参数的二次目的。间接自适应鲁棒控制（IARC）虽能准确估计参数，但跟踪性能可能不如DARC。为获得良好的跟踪性能和准确的参数估计，提出了集成直接/间接自适应鲁棒控制（DIARC）。

2. 系统动态与问题描述

2.1 非线性合模动态模型

合模系统的示意图展示了其初始位置和最终位置。驱动电机的动力学方程为：
[J_d\ddot{\theta}_d + b_d \dot{\theta}_d + f_d + T_1 = T_d]
其中，(T_d = u_d) 是驱动扭矩，(J_d) 是驱动电机的总惯性，(b_d) 是粘性阻尼比，(\theta_d) 是驱