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申请/专利权人：北京航空航天大学宁波创新研究院;诸城航大新材料技术有限公司

摘要：本申请涉及低压铸造技术领域，具体涉及基于工艺数据挖掘和控制规律设计的模具温度闭环控制方法。该方法包括：步骤一、确定模具温度的理想区间及闭环控制目标值；步骤二、设计模具温度的闭环控制规律；步骤三、冷却工艺方案的迭代优化。其中，模具温度的理想区间及闭环控制目标值是基于大量的历史工艺数据，通过机器学习的方式来确定；并设计了全新的模具温度闭环控制规律，基于模具温度的理想区间、闭环控制目标值及所设计的控制规律进行冷却工艺方案的迭代优化，实现了对模具温度的精确控制，使冷却工艺方案的优化不再依赖于现场技术人员的经验和主观判断，而是基于一个规则明确的定量计算模型来自动调整，优化效果更加稳定。

主权项：1.基于工艺数据挖掘和控制规律设计的模具温度闭环控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：确定模具温度的理想区间及闭环控制的目标值针对目标产品和模具，收集历史工艺数据，数据来源包括数值模拟仿真结果和或试制生产结果；并基于收集整理的历史工艺数据，建立数据库，内容包括模具的冷却工艺方案以及对应的铸件质量数据，其中冷却工艺方案数据至少包括各冷却通道的开启时间和关闭时间；基于所建立的数据库，采用BP神经网络模型建立冷却工艺方案与铸件质量数据之间的定量关联关系，并通过该模型预测输出多组铸件质量满足检验要求的冷却工艺方案并进行现场生产验证，生产过程中对模具温度进行采集记录，选取其中铸件质量缺陷相对较少的若干组冷却工艺方案所对应的模具温度用于确定模具的理想温度区间，区间的上限值和下限值分别对应着这几组冷却工艺方案中模具温度的最高值和最低值；同时，选择其中铸件质量最佳的一组冷却工艺方案所对应的模具温度作为后续闭环控制的目标值；步骤二：设计模具温度的闭环控制规律以模具温度实测值与目标值的偏差作为闭环控制的输入，上述偏差由三部分组成：最 大偏差、平均偏差和偏差变化率；基于此三部分偏差值计算冷却通道的开启时 长变化量，计算公式如下： （1） 式（1）中，、、分别对应最大偏差、平均偏差和偏差变化率的权重 系数；为冷却影响因子，由冷却通道对模具温度的影响程度大小决定；偏差变化率由时刻和时刻的模具温度偏差值计算确定，为模具的一个生产循环周期，计 算公式如下： （2） 式（1）中，设置为模具开启时间的平均值，、根据最大偏差与平均偏差比值的平均值来设置，，； 冷却影响因子的确定规则如下：首先进行冷却通道开启时长与模具峰值温度降低值 之间的相关性分析，相关系数小于0.5时判定为弱相关，设置为0；相关系数大于等于0.5时 判定为强相关，进一步以冷却通道开启时长为自变量x，模具峰值温度降低值为因变量y进 行线性拟合，设置为拟合函数斜率值的0.5倍； 步骤三：冷却工艺方案的迭代优化基于步骤一中确定的模具温度的闭环控制目标值和步骤二中确定的模具温度闭环控制规律进行冷却工艺方案的优化调整：首先计算模具温度的目标值与当前冷却工艺方案条件下模具温度实测值之间的最大 偏差、平均偏差和偏差变化率，然后根据式（1）计算各冷却通道的开启时长变 化量；对于有多个模具测温点的情形，依次根据每个测温点的温度偏差值分别进行计算， 并取最大值作为下一轮冷却工艺方案的冷却通道开启时长变化量； 当获得各冷却通道调整后的冷却通道开启时长方案后，即完成一轮冷却工艺方案的迭代优化；重复此优化过程，直至模具温度的实测值完全落在步骤一中所确定的模具理想温度区间内时停止优化迭代。

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