CN106079333A - 基于无模型优化的注塑机开模参数自动调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于无模型优化的注塑机开模参数自动调节方法，包括步骤：初始化低速段流量测试区间和测试流量值，并固定压力阀门开度值和高速段流量阀门开度，进行低速段流量开度搜索，获得低速段流量阀门开度；初始化高速段流量测试区间和测试流量值，结合固定的压力阀门开度值和获得的低速段流量阀门开度，进行高速段流量开度迭代搜索获得高速段流量阀门开度以及对应的高低速段切换位置；初始化压力测试区间，结合获得的高低速段流量阀门开度和高低速段切换位置，在压力测试区间内进行压力阀门开度迭代搜索，获得最优的压力阀门开度。本发明可自动调节获得开模参数，调节效率高、成本低，而且稳定性高，工作可靠性强，可广泛应用于注塑行业中。

Description

基于无模型优化的注塑机开模参数自动调节方法

技术领域

本发明涉及注塑控制领域，特别是涉及一种基于无模型优化的注塑机开模参数自动调节方法。

背景技术

在目前的注塑生产过程中，开模是整个生产过程中重要的一环，而开模过程的机器设定参数繁多，目前主要靠生产人员的经验设置，人为依赖性强，且人工调节过程缺乏标准，通过对开模参数的研究，进而开发一套自动设定开模参数的算法，有利于实现开模过程的自动化，提高生产效率。目前在整个注塑行业中，在液压注塑机的开模参数设置中，基本由人手设置，极度依赖技术人员的经验。在人工调试设定参数的过程中，技术人员根据生产产品以及客户的要求，得到一个大概的开模时间范围要求，然后根据经验、机器的性能及模具的尺寸，进行反复的调节，调节过程依据技术人员经验丰富程度，有不同的调节效率。当调节到开模时间处于前面要求的范围内同时没有过大的开模冲击时，停止调节，并固定为最终设置参数。这种方式在调节过程中调节次序不一，也缺乏对停止调节的相关条件的统一标准。而且通过人工经验调节方式还有以下缺点：1、目前国内人力资源紧缺，有经验的技术人员稀缺，调节效率低且人力成本高；2、由于缺乏对开模过程的理性认知，导致人工调节缺乏统一标准；3、停止调试的标准不一，调节结果随意，导致调试结果不是最优的结果；4、人工调节开模参数过程中，很多过程信息被忽略，如模具的行程电子尺数据，导致无法全面、连贯地进行调节控制。总的来说，目前的开模参数调节存在调节效率低、成本高、稳定性差等缺陷。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供基于无模型优化的注塑机开模参数自动调节方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

基于无模型优化的注塑机开模参数自动调节方法，包括步骤：

S1、初始化低速段流量测试区间和测试流量值，并固定一压力阀门开度值和高速段流量阀门开度后，进行低速段流量开度搜索，迭代更新测试区间直到满足对应的迭代结束条件后，获得低速段流量阀门开度；

S2、初始化高速段流量测试区间和测试流量值，结合固定的压力阀门开度值和获得的低速段流量阀门开度，进行高速段流量开度迭代搜索直到满足对应的迭代结束条件，并获得高速段流量阀门开度以及对应的高低速段切换位置；

S3、初始化压力测试区间，结合获得的高低速段流量阀门开度和高低速段切换位置，在压力测试区间内进行压力阀门开度迭代搜索直到满足对应的迭代结束条件，获得最优的压力阀门开度。

进一步，所述步骤S1，包括：

S11、初始化低速段流量测试区间和测试流量值，并固定一压力阀门开度值和高速段流量阀门开度；

S12、基于流量测试区间，根据预设的迭代条件进行计算后获得测试流量值进行开模测试，进而采集开模时间；

S13、根据开模时间迭代更新流量测试区间，进而判断其区间长度是否小于对应的预设区间阈值，若是，则执行步骤S14，反之，返回执行步骤S12；

S14、获取当前的流量下限作为低速段流量阀门开度后结束优化搜索过程。

进一步，所述步骤S12中所述根据预设的迭代条件进行计算后获得测试流量值的步骤中，测试流量值的迭代计算公式如下：

L_1(k+1)＝L_1(k)+(-1)^m×J_1(k)/2

上式中，L_1(k)表示迭代更新前的测试流量值，L_1(k+1)表示迭代更新后的测试流量值，J_1(k)表示流量测试区间的长度，m表示迭代方向标记值。

进一步，所述步骤S13，具体包括：

S131、判断开模时间是否大于预设开模时间，若是，则将选取的流量值测试流量值作为新的流量下限，反之，将测试流量值选取的流量值作为新的流量上限；

S132、计算更新后的流量测试区间的区间长度，并判断区间长度是否小于预设区间阈值，若是，则执行步骤S14，反之，返回执行步骤S12。

进一步，所述步骤S2，包括：

S21、初始化高速段流量测试区间和测试流量值，将前面步骤获得的低速段流量阀门开度作为本迭代搜索过程的初始设置，将压力阀门开度固定为前述步骤固定的压力阀门开度值；

S22、基于测试区间，根据预设的迭代条件进行计算后获得测试流量值进行开模测试并记录该测试流量下的开模时间；

S23、迭代更新流量测试区间，进而判断其区间长度是否小于预设区间阈值，若是，则执行步骤S25，反之执行步骤S24；

S24、判断开模时间的上升值是否小于预设上升阈值，若是，则执行步骤S25，反之，返回执行步骤S22；

S25、获取上一时刻的测试流量值和高低速段切换位置依次作为高速段流量阀门开度和高低速段切换位置。

进一步，所述步骤S22中所述基于测试区间，根据预设的迭代条件进行计算后获得测试流量值的步骤中，测试流量值的迭代计算公式如下：

$u_{k+1}=u_k+{\mathrm{\γJ}}_k+\mathrm{\α}{\stackrel{\·}{J}}_k+\mathrm{\β}\∫J_{k}dt$

上式中，u_k表示迭代更新前的测试流量值，u_k+1表示迭代更新后的测试流量值，γ,α,β表示预设的迭代速度系数，J_k表示迭代价值函数且满足下式：

J_k＝y_k-y_k-1

上式中，y_k表示迭代目标参数，y_k-1表示上一时刻的迭代目标参数。

进一步，所述迭代价值函数满足下式：

J_k＝T_k-T_k-1

其中，T_k表示当前迭代周期的开模时间，T_k-1表示上一迭代周期的开模时间。

进一步，所述步骤S22中所述记录该测试流量下的开模时间的步骤，具体为：记录开模时间、开模行程以及停止过冲速度，根据开模行程是否到位及停止过冲速度是否过大，优化高低速段切换位置使得开模测试后稳定停止在设定好的开模位置，记录满足条件时的开模时间作为该测试流量下的开模时间。

进一步，所述步骤S3，包括：

S31、初始化压力测试区间，将获得的高低速段流量阀门开度和高低速段切换位置作为本迭代搜索过程的初始设置；

S32、基于压力测试区间，根据预设的迭代条件进行计算后获得压力测试值进行开模测试，并记录开模行程；

S33、判断开模行程是否位于预设的行程范围内，若是，则迭代更新压力测试区间的上限值，反之，迭代更新压力测试区间的下限值；

S34、判断更新后的压力测试区间是否小于初始化的压力测试区间的比例阈值，若是，则执行步骤S35，反之，返回执行步骤S32；

S35、将当前压力测试区间的上限值作为最优的压力阀门开度后，结束优化搜索过程。

进一步，所述步骤S32中，所述基于压力测试区间，根据预设的迭代条件进行计算后获得压力测试值的步骤中，压力测试值的迭代计算公式如下：

P_(k+1)＝(P_down+δJ_3(k))^1-r(P_up-δJ_3(k))^r

上式中，P_(k+1)表示迭代更新后的测试流量值，P_up表示压力测试区间的上限，P_down表示压力测试区间的下限，J_3(k)表示压力测试区间的区间长度，r表示迭代方向标记值，δ表示预设的迭代速度系数。

本发明的有益效果是：基于无模型优化的注塑机开模参数自动调节方法，包括步骤：S1、初始化低速段流量测试区间和测试流量值，并固定一压力阀门开度值和高速段流量阀门开度后，进行低速段流量开度搜索，迭代更新测试区间直到满足对应的迭代结束条件后，获得低速段流量阀门开度；S2、初始化高速段流量测试区间和测试流量值，结合固定的压力阀门开度值和获得的低速段流量阀门开度，进行高速段流量开度迭代搜索直到满足对应的迭代结束条件，并获得高速段流量阀门开度以及对应的高低速段切换位置；S3、初始化压力测试区间，结合获得的高低速段流量阀门开度和高低速段切换位置，在压力测试区间内进行压力阀门开度迭代搜索直到满足对应的迭代结束条件，获得最优的压力阀门开度。本方法可自动调节获得开模参数，调节效率高、成本低，而且稳定性高，工作可靠性强。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的基于无模型优化的注塑机开模参数自动调节方法的流程图。

具体实施方式

参照图1，本发明提供了一种基于无模型优化的注塑机开模参数自动调节方法，包括步骤：

S1、初始化低速段流量测试区间和测试流量值，并固定一压力阀门开度值和高速段流量阀门开度后，进行低速段流量开度搜索，迭代更新测试区间直到满足对应的迭代结束条件后，获得低速段流量阀门开度；

S2、初始化高速段流量测试区间和测试流量值，结合固定的压力阀门开度值和获得的低速段流量阀门开度，进行高速段流量开度迭代搜索直到满足对应的迭代结束条件，并获得高速段流量阀门开度以及对应的高低速段切换位置；

S3、初始化压力测试区间，结合获得的高低速段流量阀门开度和高低速段切换位置，在压力测试区间内进行压力阀门开度迭代搜索直到满足对应的迭代结束条件，获得最优的压力阀门开度。

进一步作为优选的实施方式，所述步骤S1，包括：

S11、初始化低速段流量测试区间和测试流量值，并固定一压力阀门开度值和高速段流量阀门开度；

S12、基于流量测试区间，根据预设的迭代条件进行计算后获得测试流量值进行开模测试，进而采集开模时间；

S13、根据开模时间迭代更新流量测试区间，进而判断其区间长度是否小于对应的预设区间阈值，若是，则执行步骤S14，反之，返回执行步骤S12；

S14、获取当前的流量下限作为低速段流量阀门开度后结束优化搜索过程。

进一步作为优选的实施方式，所述步骤S12中所述根据预设的迭代条件进行计算后获得测试流量值的步骤中，测试流量值的迭代计算公式如下：

L_1(k+1)＝L_1(k)+(-1)^m×J_1(k)/2

上式中，L_1(k)表示迭代更新前的测试流量值，L_1(k+1)表示迭代更新后的测试流量值，J_1(k)表示流量测试区间的长度，m表示迭代方向标记值。

进一步作为优选的实施方式，所述步骤S13，具体包括：

S131、判断开模时间是否大于预设开模时间，若是，则将选取的流量值测试流量值作为新的流量下限，反之，将测试流量值选取的流量值作为新的流量上限；

S132、计算更新后的流量测试区间的区间长度，并判断区间长度是否小于预设区间阈值，若是，则执行步骤S14，反之，返回执行步骤S12。

进一步作为优选的实施方式，所述步骤S2，包括：

S21、初始化高速段流量测试区间和测试流量值，将前面步骤获得的低速段流量阀门开度作为本迭代搜索过程的初始设置，将压力阀门开度固定为前述步骤固定的压力阀门开度值；

S22、基于测试区间，根据预设的迭代条件进行计算后获得测试流量值进行开模测试并记录该测试流量下的开模时间；

S23、迭代更新流量测试区间，进而判断其区间长度是否小于预设区间阈值，若是，则执行步骤S25，反之执行步骤S24；

S24、判断开模时间的上升值是否小于预设上升阈值，若是，则执行步骤S25，反之，返回执行步骤S22；

S25、获取上一时刻的测试流量值和高低速段切换位置依次作为高速段流量阀门开度和高低速段切换位置。

进一步作为优选的实施方式，所述步骤S22中所述基于测试区间，根据预设的迭代条件进行计算后获得测试流量值的步骤中，测试流量值的迭代计算公式如下：

$u_{k+1}=u_k+{\mathrm{\γJ}}_k+\mathrm{\α}{\stackrel{\·}{J}}_k+\mathrm{\β}\∫J_{k}dt$

上式中，u_k表示迭代更新前的测试流量值，u_k+1表示迭代更新后的测试流量值，γ,α,β表示预设的迭代速度系数，J_k表示迭代价值函数且满足下式：

J_k＝y_k-y_k-1

上式中，y_k表示迭代目标参数，y_k-1表示上一时刻的迭代目标参数。

进一步作为优选的实施方式，所述迭代价值函数满足下式：

J_k＝T_k-T_k-1

其中，T_k表示当前迭代周期的开模时间，T_k-1表示上一迭代周期的开模时间。

进一步作为优选的实施方式，所述步骤S22中所述记录该测试流量下的开模时间的步骤，具体为：记录开模时间、开模行程以及停止过冲速度，根据开模行程是否到位及停止过冲速度是否过大，优化高低速段切换位置使得开模测试后稳定停止在设定好的开模位置，记录满足条件时的开模时间作为该测试流量下的开模时间。

进一步作为优选的实施方式，所述步骤S3，包括：

S31、初始化压力测试区间，将获得的高低速段流量阀门开度和高低速段切换位置作为本迭代搜索过程的初始设置；

S32、基于压力测试区间，根据预设的迭代条件进行计算后获得压力测试值进行开模测试，并记录开模行程；

S33、判断开模行程是否位于预设的行程范围内，若是，则迭代更新压力测试区间的上限值，反之，迭代更新压力测试区间的下限值；

S34、判断更新后的压力测试区间是否小于初始化的压力测试区间的比例阈值，若是，则执行步骤S35，反之，返回执行步骤S32；

S35、将当前压力测试区间的上限值作为最优的压力阀门开度后，结束优化搜索过程。

进一步作为优选的实施方式，所述步骤S32中，所述基于压力测试区间，根据预设的迭代条件进行计算后获得压力测试值的步骤中，压力测试值的迭代计算公式如下：

P_(k+1)＝(P_down+δJ_3(k))^1-r(P_up-δJ_3(k))^r

上式中，P_(k+1)表示迭代更新后的测试流量值，P_up表示压力测试区间的上限，P_down表示压力测试区间的下限，J_3(k)表示压力测试区间的区间长度，r表示迭代方向标记值，δ表示预设的迭代速度系数。

以下结合具体实施例对本发明做详细说明。

实施例一

注塑机开模过程中，主要分为3个阶段：模具解锁阶段、模具高速开启阶段和模具低速开启阶段，每个阶段对应流量阀门开度和压力阀门开度两个设定值，同时不同阶段之间阀门切换的位置即高低速段切换位置也是重要的开模参数。因此，本实施例提出了一种自动调节获得上述开模参数的方法：

参照图1，一种基于无模型优化的注塑机开模参数自动调节方法，包括步骤：

S1、初始化低速段流量测试区间和测试流量值，并固定一压力阀门开度值和高速段流量阀门开度后，进行低速段流量开度搜索，迭代更新测试区间直到满足对应的迭代结束条件后，获得低速段流量阀门开度；

S2、初始化高速段流量测试区间和测试流量值，结合固定的压力阀门开度值和获得的低速段流量阀门开度，进行高速段流量开度迭代搜索直到满足对应的迭代结束条件，并获得高速段流量阀门开度以及对应的高低速段切换位置；

S3、初始化压力测试区间，结合获得的高低速段流量阀门开度和高低速段切换位置，在压力测试区间内进行压力阀门开度迭代搜索直到满足对应的迭代结束条件，获得最优的压力阀门开度。

步骤S1具体包括S11～S14：

S11、初始化低速段流量测试区间和测试流量值，并固定一压力阀门开度值和高速段流量阀门开度；

S12、基于流量测试区间，根据预设的迭代条件进行计算后获得测试流量值进行开模测试，进而采集开模时间；

S13、根据开模时间迭代更新流量测试区间，进而判断其区间长度是否小于对应的预设区间阈值，若是，则执行步骤S14，反之，返回执行步骤S12；本步骤中，通过设定预设的迭代条件即优化迭代评估函数来评价是否结束迭代更新，本实施例中，优化迭代评估函数为区间长度：J₁＝Q_up1-Q_down1，J₁表示区间长度，Q_up1表示测试区间上限，Q_down1表示测试区间下限，本实施例中预设区间阈值取1，因此，迭代结束条件为J₁＜1，若满足该条件，则获取当前的流量下限作为低速段流量阀门开度后结束，反之继续执行步骤S14。

S14、获取当前的流量下限作为低速段流量阀门开度后结束优化搜索过程。

步骤S12中所述根据预设的迭代条件进行计算后获得测试流量值的步骤中，测试流量值的迭代计算公式如下：

L_1(k+1)＝L_1(k)+(-1)^m×J_1(k)/2

上式中，L_1(k)表示迭代更新前的测试流量值，L_1(k+1)表示迭代更新后的测试流量值，J_1(k)表示流量测试区间的长度，m表示迭代方向标记值，k表示当前的迭代周期，k+1表示下一个迭代周期，k-1表示上一个迭代周期。方向标记是为了区分在前更新的参数，从而在后更新的时候不会更新错误。例如，S13中更新流量测试区间的流量下限时，方向标记为0，更新流量测试区间的流量下限时，方向标记为1。因此，当上一时刻更新了流量下限时，则测试流量值为新的流量下限加上1/2测试流量区间的长度，反之亦然。初始时刻的L_1(k)初始化为流量下限，m初始化为0。

步骤S13具体包括S131和S132：

S131、判断开模时间是否大于预设开模时间，若是，则将选取的流量值测试流量值作为新的流量下限，反之，将测试流量值选取的流量值作为新的流量上限；

S132、计算更新后的流量测试区间的区间长度，并判断区间长度是否小于预设区间阈值，若是，则执行步骤S14，反之，返回执行步骤S12。

根据开模时间迭代更新流量测试区间是通过二分法进行更新的，若判断开模时间是否大于预设开模时间，若是，则通过二分法更新流量测试区间的下限值，反之，通过二分法更新流量测试区间的上限值。假设区间长度为J₁，根据方向标记应该更新流量下限，则将流量下限更新为原流量下限加上J₁/2，反之，将流量上限更新为原流量上限减去J₁/2。这里，J₁/2即为测试区间的更新步长。则流量下限或流量上限L₁的更新方式为：L₁’＝L₁+(-1)^m×J₁/2，其中L₁’表示更新后的流量下限或上限，L₁表示更新前的流量下限或上限，m表示方向标记。

下表1展示了低速段流量开度迭代搜索过程的测试值、开模时间、测试区间、区间长度和更新步长等参数：

表1

本实施例实际在于迭代搜索后，获得能推动模具的最小的流量开度。通过表1的参数可知，经过搜索后，得到能推动模具的流量开度为17％，因此，获取其下限值16％作为低速段流量阀门开度。

本步骤中，步骤S2具体包括S21～S25：

S21、初始化高速段流量测试区间和测试流量值，将前面步骤获得的低速段流量阀门开度作为本迭代搜索过程的初始设置，将压力阀门开度固定为前述步骤固定的压力阀门开度值；

S22、基于测试区间，根据预设的迭代条件进行计算后获得测试流量值进行开模测试并记录该测试流量下的开模时间；其中记录该测试流量下的开模时间的步骤，具体为：记录开模时间、开模行程以及停止过冲速度，根据开模行程是否到位及停止过冲速度是否过大，优化高低速段切换位置使得开模测试后稳定停止在设定好的开模位置，记录满足条件时的开模时间作为该测试流量下的开模时间。判断稳定停止的条件是：判断开模行程处在预设的阈值区间中，以及停止过冲速度没有超出过冲界限。

基于测试区间，根据预设的迭代条件进行计算后获得测试流量值的步骤中，测试流量值的迭代计算公式如下：

$u_{k+1}=u_k+{\mathrm{\γJ}}_k+\mathrm{\α}{\stackrel{\·}{J}}_k+\mathrm{\β}\∫J_{k}dt$

上式中，u_k表示迭代更新前的测试流量值，u_k+1表示迭代更新后的测试流量值，γ,α,β表示预设的迭代速度系数，J_k表示迭代价值函数且满足下式：

J_k＝y_k-y_k-1

上式中，y_k表示迭代目标参数，y_k-1表示上一时刻的迭代目标参数。迭代目标参数表示迭代过程中需要到达的过程目标或者优化目标的数学表达。

优选的，本实施例中，迭代价值函数满足下式：

J_k＝T_k-T_k-1

其中，T_k表示当前迭代周期的开模时间，T_k-1表示上一迭代周期的开模时间。

S23、迭代更新流量测试区间，进而判断其区间长度是否小于预设区间阈值，若是，则执行步骤S25，反之执行步骤S24；同样的，本步骤中更新流量测试区间也涉及到方向标记，结合方向标记对流量测试区间上限或者下限进行更新；这里，优化约束条件选择为流量测试区间C＝Q_up2-Q_down2，C表示流量测试区间的区间长度，Q_up2表示流量测试区间上限，Q_down2表示流量测试区间下限，通过判断C是否小于预设区间阈值来决定执行步骤S24还是S25。

S24、判断开模时间的上升值是否小于预设上升阈值，若是，则执行步骤S25，反之，返回执行步骤S22；本步骤是通过设定优化迭代评估函数J_k来评价是否结束迭代更新，本实施例中，优化迭代评估函数为开模时间的上升值，具体为：J_k＝T_k-T_k-1，其中，J_k表示开模时间的上升值，T_k表示当前迭代周期的开模时间，T_k-1表示上一迭代周期的开模时间。

S25、获取上一时刻的测试流量值和高低速段切换位置依次作为高速段流量阀门开度和高低速段切换位置。

下表2中展示了高速段流量开度迭代搜索过程中，采用不同测试流量值以及高低速段切换位置进行测试调试获得的切换位置、切换上限、切换下限、开模时间、开模行程、停止过冲速度等参数：

表2

表2中，模数表示在该实验条件下，得到稳定的实验结果所需要的实验次数。设定的开模行程是230mm。

通过表2的参数可知，经过搜索后，得到高速段流量阀门开度为60％，对应的高低速段切换位置为169mm，最佳开模时间为0.923s。

步骤S22中基于测试区间，根据预设的迭代条件进行计算后获得测试流量值的步骤中，测试流量值的迭代计算公式如下：

$u_{k+1}=u_k+{\mathrm{\γJ}}_k+\mathrm{\α}{\stackrel{\·}{J}}_k+\mathrm{\β}\∫J_{k}dt$

上式中，u_k表示迭代更新前的测试流量值，u_k+1表示迭代更新后的测试流量值，本实施例中，u_k代表测试流量值，γ,α,β表示预设的迭代速度系数，本实施例中，α,β均为0，即：测试流量值的迭代计算公式简化如下：

u_k+1＝u_k+γJ_k

J_k表示迭代价值函数且满足下式：

J_k＝y_k-y_k-1

上式中，y_k表示迭代目标参数，y_k-1表示上一时刻的迭代目标参数。

本实施例中，迭代价值函数满足下式：

J_k＝T_k-T_k-1

其中，T_k表示当前迭代周期的开模时间，T_k-1表示上一迭代周期的开模时间。

实际上，通过本迭代更新公式进行更新，相当于把方向标记这个概念糅合到具体更新公式中，可以更方便快捷地进行更新。

步骤S3具体包括S31～S35：

S31、初始化压力测试区间，将获得的高低速段流量阀门开度和高低速段切换位置作为本迭代搜索过程的初始设置；

S32、基于压力测试区间，根据预设的迭代条件进行计算后获得压力测试值进行开模测试，并记录开模行程；

S33、判断开模行程是否位于预设的行程范围内，若是，则迭代更新压力测试区间的上限值，同时进行方向标记，令本步骤的方向标记r＝1，反之，迭代更新压力测试区间的下限值，令方向标记r＝0；

S34、判断更新后的压力测试区间是否小于初始化的压力测试区间的比例阈值，若是，则执行步骤S35，反之，返回执行步骤S32；

S35、将当前压力测试区间的上限值作为最优的压力阀门开度后，结束优化搜索过程。因此，经过所有步骤优化获得的低速段流量阀门开度、高速段流量阀门开度、对应的高低速段切换位置和最优的压力阀门开度即为自动调节后的开模参数。

基于压力测试区间，根据预设的迭代条件进行计算后获得压力测试值的步骤中，压力测试值的迭代计算公式如下：

P_(k+1)＝(P_down+δJ_3(k))^1-r(P_up-δJ_3(k))^r

上式中，P_(k+1)表示迭代更新后的测试流量值，P_up表示压力测试区间的上限，P_down表示压力测试区间的下限，J_3(k)表示压力测试区间的区间长度，r表示迭代方向标记值，δ表示预设的迭代速度系数。

下表3展示了压力阀门开度迭代搜索过程的测试压力值、开模位置、压力测试区间、区间长度和开模时间等参数：

表3

通过表3的参数可知，经过搜索后，获得的最优的压力阀门开度为53％。

本方法描述了自动调节获得开模参数的过程，实际上，合模参数的自动调节过程与本方案一致，只是调节过程中的阈值或者比例阈值的区别。因此，将本方法进行参数的简单调整后应用到合模参数的自动调节领域中，也是落在本发明的保护范围内的。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.基于无模型优化的注塑机开模参数自动调节方法，其特征在于，包括步骤：

S1、初始化低速段流量测试区间和测试流量值，并固定一压力阀门开度值和高速段流量阀门开度后，进行低速段流量开度搜索，迭代更新测试区间直到满足对应的迭代结束条件后，获得低速段流量阀门开度；

S2、初始化高速段流量测试区间和测试流量值，结合固定的压力阀门开度值和获得的低速段流量阀门开度，进行高速段流量开度迭代搜索直到满足对应的迭代结束条件，并获得高速段流量阀门开度以及对应的高低速段切换位置；

S3、初始化压力测试区间，结合获得的高低速段流量阀门开度和高低速段切换位置，在压力测试区间内进行压力阀门开度迭代搜索直到满足对应的迭代结束条件，获得最优的压力阀门开度。

2.根据权利要求1所述的基于无模型优化的注塑机开模参数自动调节方法，其特征在于，所述步骤S1，包括：

S11、初始化低速段流量测试区间和测试流量值，并固定一压力阀门开度值和高速段流量阀门开度；

S12、基于流量测试区间，根据预设的迭代条件进行计算后获得测试流量值进行开模测试，进而采集开模时间；

S13、根据开模时间迭代更新流量测试区间，进而判断其区间长度是否小于对应的预设区间阈值，若是，则执行步骤S14，反之，返回执行步骤S12；

S14、获取当前的流量下限作为低速段流量阀门开度后结束优化搜索过程。

3.根据权利要求2所述的基于无模型优化的注塑机开模参数自动调节方法，其特征在于，所述步骤S12中所述根据预设的迭代条件进行计算后获得测试流量值的步骤中，测试流量值的迭代计算公式如下：

L_1(k+1)＝L_1(k)+(-1)^m×J_1(k)/2

上式中，L_1(k)表示迭代更新前的测试流量值，L_1(k+1)表示迭代更新后的测试流量值，J_1(k)表示流量测试区间的长度，m表示迭代方向标记值。

4.根据权利要求2所述的基于无模型优化的注塑机开模参数自动调节方法，其特征在于，所述步骤S13，具体包括：

S131、判断开模时间是否大于预设开模时间，若是，则将选取的流量值测试流量值作为新的流量下限，反之，将测试流量值选取的流量值作为新的流量上限；

S132、计算更新后的流量测试区间的区间长度，并判断区间长度是否小于预设区间阈值，若是，则执行步骤S14，反之，返回执行步骤S12。

5.根据权利要求1所述的基于无模型优化的注塑机开模参数自动调节方法，其特征在于，所述步骤S2，包括：

S21、初始化高速段流量测试区间和测试流量值，将前面步骤获得的低速段流量阀门开度作为本迭代搜索过程的初始设置，将压力阀门开度固定为前述步骤固定的压力阀门开度值；

S22、基于测试区间，根据预设的迭代条件进行计算后获得测试流量值进行开模测试并记录该测试流量下的开模时间；

S23、迭代更新流量测试区间，进而判断其区间长度是否小于预设区间阈值，若是，则执行步骤S25，反之执行步骤S24；

S24、判断开模时间的上升值是否小于预设上升阈值，若是，则执行步骤S25，反之，返回执行步骤S22；

S25、获取上一时刻的测试流量值和高低速段切换位置依次作为高速段流量阀门开度和高低速段切换位置。

6.根据权利要求5所述的基于无模型优化的注塑机开模参数自动调节方法，其特征在于，所述步骤S22中所述基于测试区间，根据预设的迭代条件进行计算后获得测试流量值的步骤中，测试流量值的迭代计算公式如下：

$u_{k+1}=u_k+{\mathrm{\γJ}}_k+\mathrm{\α}{\stackrel{\·}{J}}_k+\mathrm{\β}\∫J_{k}dt$

上式中，u_k表示迭代更新前的测试流量值，u_k+1表示迭代更新后的测试流量值，γ,α,β表示预设的迭代速度系数，J_k表示迭代价值函数且满足下式：

J_k＝y_k-y_k-1

上式中，y_k表示迭代目标参数，y_k-1表示上一时刻的迭代目标参数。

7.根据权利要求6所述的基于无模型优化的注塑机开模参数自动调节方法，其特征在于，所述迭代价值函数满足下式：

J_k＝T_k-T_k-1

其中，T_k表示当前迭代周期的开模时间，T_k-1表示上一迭代周期的开模时间。

8.根据权利要求1所述的基于无模型优化的注塑机开模参数自动调节方法，其特征在于，所述步骤S22中所述记录该测试流量下的开模时间的步骤，具体为：记录开模时间、开模行程以及停止过冲速度，根据开模行程是否到位及停止过冲速度是否过大，优化高低速段切换位置使得开模测试后稳定停止在设定好的开模位置，记录满足条件时的开模时间作为该测试流量下的开模时间。

9.根据权利要求1所述的基于无模型优化的注塑机开模参数自动调节方法，其特征在于，所述步骤S3，包括：

S31、初始化压力测试区间，将获得的高低速段流量阀门开度和高低速段切换位置作为本迭代搜索过程的初始设置；

S32、基于压力测试区间，根据预设的迭代条件进行计算后获得压力测试值进行开模测试，并记录开模行程；

S33、判断开模行程是否位于预设的行程范围内，若是，则迭代更新压力测试区间的上限值，反之，迭代更新压力测试区间的下限值；

S34、判断更新后的压力测试区间是否小于初始化的压力测试区间的比例阈值，若是，则执行步骤S35，反之，返回执行步骤S32；

S35、将当前压力测试区间的上限值作为最优的压力阀门开度后，结束优化搜索过程。

10.根据权利要求9所述的基于无模型优化的注塑机开模参数自动调节方法，其特征在于，所述步骤S32中，所述基于压力测试区间，根据预设的迭代条件进行计算后获得压力测试值的步骤中，压力测试值的迭代计算公式如下：

P_(k+1)＝(P_down+δJ_3(k))^1-r(P_up-δJ_3(k))^r

上式中，P_(k+1)表示迭代更新后的测试流量值，P_up表示压力测试区间的上限，P_down表示压力测试区间的下限，J_3(k)表示压力测试区间的区间长度，r表示迭代方向标记值，δ表示预设的迭代速度系数。