CN102333631B - 注塑多模腔模具热流道温度同步控制 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多模腔模具热流道控制***，该控制***包括一个对多个热流道进行同步控制的同步控制器。每个热流道装备了一个或多个加热器。同步控制器与各个热流道相连，同时测量各个热流道的温度，并根据所测得的温度和同步算法为各个热流道提供同步控制。各个热流道的同步控制方案通过一个类似预测控制的方法获得。

Description

注塑多模腔模具热流道温度同步控制

相关申请的交叉引用

本申请基于并且要求于2009年2月6日提交的题目为“MULTI-CAVITYHOT-RUNNERS CONTROL SYSTEM”的美国临时申请No.61/202,228的优先权，其内容以引文方式整体并入。

技术领域

本发明涉及热流道控制***，特别是涉及在一个模具内同时使用多个热流道的注塑多模腔模具。

背景技术

注塑成型是现代工业中使用最为广泛的塑料加工成型工艺之一。为了提高生产效率、降低生产成本，如图1(a)所示的配备热流道***的多模腔模具因其具有一模多产品的特性，逐渐在注塑工业中得到越来越广泛的应用。虽然多模腔模具有着高效的特性，但由于多模腔之间特性的不一致性，近几十年来一直困扰着塑料工业界。这种不一致性主要是由模具流道之间的不平衡造成的，如图1(b)所示。造成不平衡的原因很多，主要有塑料熔体温度分布的不均匀，流道加工的不一致，模具温度分布的不均匀以及注塑时间的不稳定等。

过去研究人员曾尝试通过模具设计加工的角度解决这个问题。现今随着模具计算机辅助设计软件的推广和高速自动化模具加工技术的成熟，模具设计加工本身已经不是困难的问题。不过，过去一直被忽视的热流道***的温度控制问题，对于多模腔的平衡问题具有同等重要的作用。在现有的控制***里，每个热流道都是通过一个单独的控制器控制温度。同一个多模腔模具内的不同热流道温度控制器之间不存在任何协调与同步。图2(a)所示为一个典型的热流道升温过程温度曲线。热流道首先要加热到一个低于加工温度的设定值以消除加热器内的残余水分，称之为软启动。之后就可加热至预先设定的加工温度以便注塑成型过程的进行。在连续注塑加工过程中，热流道温度可能随着注塑过程的循环往复而在设定点附近呈现周期性的波动。当热的塑料熔体流经热流道时，流道温度随着剪切热与熔体的温度分布而变化。当温度的变化表现出一个稳定的周期性波动时，***可视为达到一个动态平衡状态。对于多模腔的模具来说，尽管每一个分流道都达到了自己的动态平衡状态，但是由于它们之间控制的独立性，各流道之间还是存在着显著的差异，如图2(b)所示。这种流道温度的不同步性所造成的同一个时间点不同流道温度之间的差异会导致各个模腔内熔体流动的不平衡，从而形成不同模腔内制品质量的显著差异。图1所示为一个典型的例子，其中1号模腔的温度较之3号模腔为高，则1号流道内的熔体压力降较之3号流道为低，因而熔体较易于流入1号模腔。在注塑过程中就很容易发生1号模腔已经注满，但是3号模腔仍然欠注的问题。在极端情况下，为了注满3号模腔，会造成1号模腔因注射压力过高而出现飞边的情况。在其他一些情况下，虽然没有出现明显的欠注和飞边等现象，但由于不同模腔内的塑料材料经历了不同的热历程，使得不同模腔内的制品具有质量上的差异，比如密度，尺寸以及机械性能等。

从以上的分析中可以得出结论，热流道的温度变化不仅导致了不同注射周期之间的差异，而且造成了一个注射周期内不同模腔之间的差异。图3所示为传统的热流道温度控制***，其中每一个流道都是由一个独立的控制器进行温度测量和控制。

图3的传统多模腔热流道温度控制器***结构框图中，模具有N个热流道，每个配备一个或多个加热器。为了便于讲解且不失一般性，假设每个热流道只使用一个加热器。在图3中清晰可见，在传统***中，每个热流道温度都由一个独立的控制器进行测量和控制。控制器的目标是保持温度在预定的设定值上。在传统控制***里，没有考虑不同热流道之间动态性能的差异，也没有在不同控制器之间进行通讯和同步。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种用于具有多个模腔的热流道模具的控制***，其可以提供多个热流道的同步控制，将不同模腔之间的不平衡减至最小，以及在不同模腔之间获得均衡的熔体流动。

根据本发明的一方面，提供了一种用于多模腔热流道模具的控制***，该控制***包括一个同步控制器，该同步控制器与填充同一个模具内多个模腔的多个热流道连接，并且用于为多个热流道提供同步控制，该同步控制器同时检测多个热流道的温度，并根据检测到的温度和一个同步算法对多个热流道进行同步控制，其目的是使得不同热流道之间的热历程相同，并使得不同热流道内的熔体流动得到平衡。

在本发明中，不同热流道之间的同步控制可以通过一个基于传统预测控制的预测控制算法实现。

每个热流道的同步控制算法可通过优化预测控制的第一目标函数得到：

$J(N_1,N_2,N_3,N_u)=E\left\{\underset{j=N_1}{\overset{N_3}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\γ}\left(j\right)\right[\underset{k=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{(y_{k+1}(t+j|t)-{\hat{y}}_k(t+j|t))}^2]+\underset{j=N_1}{\overset{N_2}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\δ}\left(j\right){[\hat{y}(t+j|t)-w(t+j)]}^2+\underset{j=1}{\overset{N_u}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\λ}\left(j\right){\left[\mathrm{\Δu}(t+j-1)\right]}^2\}$

其中，J(N₁，N₂，N₃，N_u)为第一目标函数，N₁设为温度响应的死区时间，N₂设为工作点附近的温度过渡响应时间，N₃设为一个注射周期的时间，N_u表示同步控制最快的响应时间，表示的是根据时间t及时间t之前的信息作出的对t+j时刻的温度预测，w(t+j)是t+j时刻的温度设定值，Δu(t+j-1)是t+j-1时刻的同步控制器输出变化量，

是每两个相邻热流道的温度预测的差，δ(j)，γ(j)和λ(j)为加权指标。通常而言，工作点就等于设定值。

在上述架构的控制器中，通过优化第一目标函数，能够使不同热流道间的温度差最小化，从而使各个热流道之间的熔体流动达致平衡。

根据本发明的一个优选实施例，多个热流道中的每个热流道还包括一个单独的控制器。在这种情况下，同步控制器会根据温度的测量和同步算法确定每个单独的温度控制器的设定值曲线；然后再根据获得的设定值曲线，通过单独的温度控制器对不同的热流道进行同步控制。

在每个热流道包括单独的控制器的情况下，同步算法可以通过优化以下的第二个目标函数得到：

$J(N_1,N_2,N_3)=E\left\{\underset{j=N_1}{\overset{N_3}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\γ}\left(j\right)\right[\underset{k=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{(y_{k+1}(t+j|t)-{\hat{y}}_k(t+j|t))}^2]+\underset{j=N_1}{\overset{N_2}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\δ}\left(j\right){[\hat{y}(t+j|t)-w(t+j)]}^2\}$

其中，J(N₁，N₂，N₃)为第二个目标函数，N₁设为温度响应的死区时间，N₂设为工作点附近的温度过渡响应时间，N₃设为一个注射周期的时间，表示的是根据时间t及时间t之前的信息作出的对t+j时刻的温度预测，w(t+j)是t+j时刻的温度设定值，

是每两个相邻热流道的温度预测的差，δ(j)和γ(j)为加权指标。在这种控制器结构中，不同热流道之间的平衡是通过调节不同热流道温度的设定值从而最小化其差异而得到的。

根据本发明的另一个优选实施例，同步控制器包括多通道温度测量模块，可对多个热流道的温度进行同步测量；同步算法模块，根据同步算法和测量的温度，为多个热流道提供控制参数；多通道加热器控制模块，基于多个热流道的控制参数对多个热流道的加热器同时进行控制。

根据本发明的另一方面，提供了一种为填充同一模具内的多模腔的多个热流道提供同步控制的方法，包括：由一个同步控制器对不同的热流道进行同步的温度测量；然后通过同步算法和测量的温度提供多个热流道的同步控制，计算各个热流道温度控制的控制量，最后由该同步控制器对不同的热流道加热器进行同步的控制输出。其目的就是使得不同的热流道内塑料熔体获得相同的热历程。

根据本发明的一个优选实施例，通过测量的温度和一个同步算法提供多个热流道的同步控制的步骤包括：基于测量的温度和同步算法确定多个热流道的设定值曲线；同步控制器把所得的设定值曲线传送到各个热流道的单独的控制器上；以及由各个单独的控制器基于对应的所确定的设定值曲线来控制多个热流道的温度，从而达到各个热流道之间温度的同步，平衡不同流道之间的熔体流动差异。

根据本发明的另一个优选实施例，通过测量的温度和一个同步算法来提供多个热流道的同步控制的步骤可以包括：基于测量的温度和同步算法，同步控制器确定多个热流道的控制参数；由同步控制器基于多个热流道的对应控制参数来控制多个热流道的温度，把所得的控制信号直接送到各个热流道的加热器上，直接对热流道温度进行控制，从而达到各个热流道之间温度的同步，平衡不同流道之间的熔体流动差异。

本发明为使用热流道的多模腔模具提供了一种同步控制策略，使得各个热流道内的塑料材料经历相同的热历程。由于具有相同的热历程，并使用了相同的压力源，不同模腔内的材料能够平衡地填充，从而消除了不同模腔的不平衡和差异问题。

附图说明

发明的实施范例能够更清晰地表达本发明的特征，以下为本发明的图例说明。

图1为一个多模腔注塑模具不平衡填充现象的范例；

图2为一个典型的热流道温度随时间变化图；

图3为一个传统热流道控制***的结构图；

图4为根据本发明第一实施例的同步控制***的结构图；

图5为根据本发明第一实施例的为多模腔热流道模具提供同步控制的流程图；

图6为未采用温度同步控制条件下测得的1号和2号热流道温度曲线以及相应的制品重量；

图7为采用了本发明第一实施例的温度同步控制条件下测得的1号和2号热流道温度曲线以及相应的制品重量；

图8(a)为根据本发明第二实施例的同步控制***的结构图；

图8(b)为图8(a)所示的同步控制***的具体结构图

图9为根据本发明第二实施例的为多模腔热流道模具提供同步控制的流程图。

具体实施方式

本发明可通过以下实施范例进行描述说明，但是本发明并不局限于这些范例以及其变型方案。

本发明提出的新的同步控制***采用了一个同步控制器。这个同步控制器能够根据同步算法同时对填充多模腔模具中的多模腔的热流道进行测量和控制。

图4所示为本发明的同步控制***的第一实施例。图4中的同步控制***是图3所示的传统热流道温度控制***的一个修改版本。本发明的第一实施例中，同步控制***采用一个同步控制器为N个热流道(1号热流道、2号热流道、…、N号热流道)提供同步控制。而N个热流道每个都配备了一个或者多个加热器，为了便于描述而又不失一般性，以下说明中均假设每个热流道配备一个加热器。在本发明的第一实施例中，N个热流道每个都用一个单独的控制器对加热器进行控制。这里，每个单独的控制器都对相应热流道的温度进行控制。

如图4所示，1号热流道由1号单独的控制器通过1号加热器控制。2号热流道由2号单独的控制器通过2号加热器控制。N号热流道由N号单独的控制器通过N号加热器控制。

根据本发明的第一实施例，如图4所示，同步控制器作为传统控制***的上位机与N个热流道的所有单独的控制器相连。

该同步控制器同时测量所有N个热流道的N个温度(1号温度测量，2号温度测量，…，N号温度测量)，并且基于测量的N个温度通过一定的同步算法计算出每个单独的控制器的设定值曲线。然后下位的单独的控制器根据同步控制器给出的设定值曲线对相应的温度进行闭环控制，控制N个热流道的加热器。

上述的设定值曲线是指每一个热流道温度随时间变化的期望值。它会随着注塑过程的周期变化而在设定值附近振荡。

在本发明中，同步控制算法是通过一个类似预测控制的设计步骤得到的。

对于预测控制，以下的参考文献做了详细的描述：

(1)Clarke D.W.，Mohtadi C.and Tuffs P.S.(1987).Generalizedpredictive control.Automatica，23，137.

(2)Camacho E.F.and Bordons C.(1995).Model predictive control inthe process industry.Springer-Verlag，London，U.K.

众所周知，传统的预测控制是通过对以下目标函数1的优化得到的，

$J(N_1,N_2,N_u)=E\{\underset{j=N_1}{\overset{N_2}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\δ}\left(j\right){[\hat{y}(t+j|t)-w(t+j)]}^2+\underset{j=1}{\overset{N_u}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\λ}\left(j\right){\left[\mathrm{\Δu}(t+j-1)\right]}^2\}---\left(1\right)$

其中，J(N₁，N₂，N₃)为目标函数，N₁为最小预测步长，N₂为最大预测步长，N_u为控制步长，

表示的是根据时间t及时间t之前的信息作出的对t+j时刻的输出预测(本发明中输出为温度)，w(t+j)是t+j时刻的输出设定值，Δu(t+j-1)是t+j-1时刻控制器输出变化量，δ(j)和γ(j)为加权指标，E是数学期望。在这种控制器结构中，不同热流道之间的平衡是通过调节不同热流道温度的设定值从而最小化其差异而得到的。预测控制器通过对以上目标函数的优化来找出控制器输出u。

目标函数(1)中的参数无法通过定量的计算来精确确定，这一点已经广为承认。但是，这些参数可以通过一些经验来获得。在本发明中，预测步长N₁可以设为温度响应的死区时间，N₂可以设为温度在工作点附近的瞬态响应时间。控制步长N_u决定了控制器达到设定值的时间快慢：N_u大的时候，控制比较平缓，而N_u小的时候，控制比较激烈与快速。δ(j)与λ(j)的比值决定了预测误差与控制器输出变化速率的权重。通常这一权重是通过每个热流道温度输出y与加热功率u的过程增益来确定的。

本发明的第一实施例中的同步控制器使用的是以下目标函数(2)：

$J(N_1,N_2,N_3)=E\left\{\underset{j=N_1}{\overset{N_3}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\γ}\left(j\right)\right[\underset{k=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{(y_{k+1}(t+j|t)-{\hat{y}}_k(t+j|t))}^2]+\underset{j=N_1}{\overset{N_2}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\δ}\left(j\right){[\hat{y}(t+j|t)-w(t+j)]}^2\}---\left(2\right)$

与传统预测控制的目标函数(1)相比，增加了一项，

其中N₃是同步控制的预测步长，在本发明中其可以被设定为一个注射周期的时间长度，

是每两个相邻热流道的温度预测的差。其他的参数可以通过与目标函数(1)相同的方法确定。目标函数(2)中的该增加的项目表示的是同一时刻不同热流道之间的温度差异。其中的权值γ和δ可以通过试差法确定。在初始时可以选为相同的值，然后根据控制效果进行修正。γ/δ较大时温度差异的权重较大，同步作用增强；γ/δ较小时设定值偏差的权重较大，同步作用减弱。在这个实施例中，由于同步控制器只需要给出单独的控制器的设定值即可，希望能够尽量消除不同热流道之间的温度差，因此γ应该取较大的值。

本发明对传统预测控制的目标函数(1)增加了这一温度差异项，从而实现了同一模具内不同模腔间的热流道的同步控制。

本发明的第一实施例中，由于N个热流道每个都配备了一个单独的控制器，同步控制器仅仅需要为这些单独的控制器确定设定值曲线w，提供设定值。在这种情况下，Δu项(也就是同步控制器输出变化)可以忽略，控制器设计目标就是找出每个单独的控制器的正确的设定值曲线，以使得目标函数(2)最小。

通过优化目标函数(2)，不同热流道之间的设定值曲线间的曲率差异得到了最小化。因此，不同热流道内的材料能够获得相同的热历程。亦即，在一个注射周期内，任何两个热流道温度曲线之间的差异在所有时间尽可能保持相同。即，任何两个设定值曲线之间可以上下平移。

根据第一实施例，同一个模具内不同热流道之间的通讯和同步是通过目标函数(2)来实现的，通过其中项的引入，既能够考虑不同热流道之间的温度设定值也能够考虑不同热流道之间的同步控制。

在确定了单独的控制器的设定值曲线之后，同步控制器可将所确定的设定值曲线发送到相应的单独的控制器。

图4所示的同步控制***，考虑到同步控制器仅计算下位控制器的设定值曲线，每个热流道的温度控制回路都是一个串级***。在这种情况下，每个单独的控制器都要根据同步控制器给定的设定值曲线同时对相应的加热器进行控制。具体地说，1号控制器根据1号热流道的温度设定值曲线对1号加热器进行控制；2号控制器根据2号热流道的温度设定值曲线对2号加热器进行控制；…；N号控制器根据N号热流道的温度设定值曲线对N号加热器进行控制，所有的控制过程同时进行。由于每个单独的控制器的设定值曲线都是根据同步算法计算所得，不同热流道能够得到同步的控制，从而使不同模腔间的差异最小化，熔体能够均匀地填充每个模腔。

图5给出了根据本发明第一实施例对不同热流道进行同步控制的具体流程。在步骤S51，同步控制器同时对N个热流道的N个温度进行测量。在步骤S52，同步控制器通过测得的温度和同步算法确定N个热流道的温度设定值曲线。之后，在步骤S53，同步控制器将所有的设定值曲线同时传送给相应的下位控制器。在步骤S54，各个下位控制器根据这些设定值曲线对温度进行控制，从而在不同热流道之间达到同步控制。

在本发明的第一实施例中，每个热流道都是由一个单独的控制器控制，而同步控制器作为上位控制器加在所有控制器之上。

作为本发明的第一实施例，图6与图7给出了一个具体的实施例子。在这个实施范例中使用的注塑机是震雄MJ55型；材料使用的是高密度聚乙烯(HDPE)；下位控制器使用的是Mold-Master；热流道温度设定为200℃；为了便于演示，仅使用了两个模腔进行测试。除了在图7中使用了同步控制器以外，所有注射条件都相同。

图6列举了未使用同步温度控制之前，1号热流道和2号热流道生产的产品的重量。从图6可见，未使用同步温度控制器时，1号热流道的温度曲线1和2号热流道的温度曲线2表现出明显的差异、表现出不同的热历程，造成的产品重量差异为0.11克。

图7列举了使用了根据本发明第一实施例的同步控制器之后，1号热流道和2号热流道生产的产品的重量。在该实施范例中，同步控制器的目标函数(2)中的参数设定如下，N₁为8秒，N₂为18秒，N₃为40秒，γ为25，δ为1。

从图7可见，使用了同步温度控制之后，1号热流道的温度曲线1和2号热流道的温度曲线2表现出相同的热历程。即，在整个成型周期中1号热流道的温度随时间变化的曲线与2号热流道的温度随时间变化的曲线显示出相同的趋势。因此，两者之间的重量差异缩小到0.05克。

从这两张示意图可以看出，通过使用本发明的第一实施例，不同模腔的制品差异能够显著缩小，以制品重量为例，各个模腔间的制品能够更加均匀。

图8是本发明的同步控制器第二实施例。与本发明的第一实施例相比，第二实施例取消了每个热流道的单独的控制器，节省了控制***的资源。

在这种构造中，同步控制器直接与各个热流道的加热器相连。这些加热器直接由同步控制器进行控制。

在这种情况下，同步控制器包括一个多通道温度测量模块，对N个热流道的温度进行同时的测量；一个同步算法模块，提供同步算法并且基于该同步算法为N个热流道的温度提供控制参数；以及一个多通道加热器控制模块，根据N个热流道的控制参数，对加热器进行同时的控制，最终达到各个热流道之间的平衡流动。

第二实施例中的N个热流道同步控制同样是通过一个类似预测控制的设计方法得到的。由于N个热流道的加热器是由同步控制器直接控制，所以期望得到同步控制器的输出，也就是要施加到N个热流道的每个加热器的加热功率。因而这里的目标函数与本发明第一实施例的目标函数不同。同步控制算法通过以下目标函数(3)的优化获得，

$J(N_1,N_2,N_3,N_u)=E\left\{\underset{j=N_1}{\overset{N_3}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\γ}\left(j\right)\right[\underset{k=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{(y_{k+1}(t+j|t)-{\hat{y}}_k(t+j|t))}^2]+\underset{j=N_1}{\overset{N_2}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\δ}\left(j\right){[\hat{y}(t+j|t)-w(t+j)]}^2+\underset{j=1}{\overset{N_u}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\λ}\left(j\right){\left[\mathrm{\Δu}(t+j-1)\right]}^2\}---\left(3\right)$

在目标函数(3)中引入了项。因为温度的测量和控制都是由同步控制器同时完成，Δu(t+j-1)必须引入以便直接计算同步控制器的输出值。目标函数(3)中所有的参数可以通过与目标函数(1)和(2)相同的方法确定。这里，w(t+j)可以取一个固定的设定值。通过优化目标函数(3)，不同热流道之间的温度差异能够得到最小化。因此，各个热流道能够得到同步控制。

在这种方案里，同步控制器的多通道加热器控制模块根据同步算法模块得出的输出同时对所有热流道内的加热器进行同步控制，从而为不同温度区域提供同步控制。

但是，同步算法不仅仅局限于缩小不同区域之间的温度差异。

图9是根据本发明第二实施例为多模腔热流道模具提供同步控制的流程图。在步骤S91中，同步控制器同时测量N个热流道的温度。在步骤S92中，同步控制器通过测量所得的温度信号和同步算法计算输出值，确定多个热流道的控制参数。在步骤S93中，同步控制器基于所确定的控制参数控制各个热流道的加热器，将计算所得的加热功率同时输出到各个加热器，对不同的热流道进行同步控制。

总而言之，本发明为同一多模腔模具内的不同热流道提供同步控制，使得各个热流道内的材料经历相同的热历程。有了相同的热历程和统一的压力源，材料能够以平衡的状态对各个不同的模腔进行填充，从而消除不同模腔间的差异和不平衡。

以上对本发明的描述是为了例证和叙述，而非试图穷举或者限制本发明的实施。显然，本发明可以通过很多修改和变化的方案来实施。所属领域的技术人员能够自行进行的修改和变化的方案，也应当被包括在本发明权利要求所限定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于控制多模腔热流道的***，包括一个同步控制器，用于为一个模具内的多个模腔进行填充的多个热流道提供同步控制，每个热流道配备一个或多个加热器，

其中，同步控制器与多个热流道相连，同时测量多个热流道的温度，基于测得的温度和同步算法对多个热流道进行同步控制，

其中同步控制以一个预测控制的方法获得，同步算法通过优化以下预测控制的第一目标函数获得：

$J(N_1,N_2,N_3,N_u)=E\left\{\underset{j=N_1}{\overset{N_3}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\γ}\left(j\right)\right[\underset{k=I}{\overset{N-I}{\mathrm{\Σ}}}{({\hat{y}}_{k+1}(t+j|t)-{\hat{y}}_k(t+j|t))}^2]+\underset{j=N_1}{\overset{N_2}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\δ}\left(j\right){[\hat{y}(t+j|t)-w(t+j)]}^2+\underset{j=1}{\overset{N_u}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\λ}\left(j\right){\left[\mathrm{\Δu}(t+j-1)\right]}^2\}$ 其中，J(N₁，N₂，N₃，N_u)为第一目标函数，N₁设为温度响应的死区时间，N₂设为工作点附近的温度过渡响应时间，N₃设为一个注射周期的时间，N_u表示同步控制最快的响应时间，

表示根据时间t及时间t之前的信息作出的对t+j时刻的温度预测，w(t+j)是t+j时刻的温度设定值，Δu(t+j-1)是t+j-1时刻同步控制器输出变化量，

是两个相邻热流道的温度预测的差，δ(j)、γ(j)和λ(j)为加权指标，

其中，通过优化第一目标函数，不同热流道之间的温度差异能够最小化，从而平衡不同热流道内的熔体流动。

2.根据权利要求1所述的用于控制多模腔热流道的***，其中同步控制器包括：

多通道温度测量模块，同时测量多个热流道的温度，

同步算法模块，根据同步算法为多个热流道提供控制参数，以及

多通道加热器控制模块，根据控制参数对多个热流道的加热器同时进行控制。

3.一种用于控制多模腔热流道的***，包括一个同步控制器，用于为一个模具内的多个模腔进行填充的多个热流道提供同步控制，每个热流道配备一个或多个加热器，

其中，同步控制器与多个热流道相连，同时测量多个热流道的温度，基于测得的温度和同步算法对多个热流道进行同步控制，

其中每个热流道还包括一个单独的用于对其进行控制的下位控制器，

同步控制器通过测得的温度和同步算法确定下位控制器的设定值曲线；并将确定的设定值曲线发送到相应的下位控制器，下位控制器根据对应的设定值曲线对多个热流道同时进行控制，从而为多个热流道提供同步控制，

其中同步算法通过优化以下的第二目标函数来获得：

$J(N_1,N_2,N_3)=E\left\{\underset{j=N_1}{\overset{N_3}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\γ}\left(j\right)\right[\underset{k=I}{\overset{N-I}{\mathrm{\Σ}}}{({\hat{y}}_{k+1}(t+j|t)-{\hat{y}}_k(t+j|t))}^2]+\underset{j=N_1}{\overset{N_2}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\δ}\left(j\right){[\hat{y}(t+j|t)-w(t+j)]}^2\}$

其中，J(N₁，N₂，N₃)为第二目标函数，N₁设为温度响应的死区时间，N₂设为工作点附近的温度过渡响应时间，N₃设为一个注射周期的时间，

表示的是根据时间t及时间t之前的信息作出的对t+j时刻的输出预测，w(t+j)是t+j时刻的温度设定值，

是两个相邻热流道的温度预测的差，δ(j)和γ(j)为加权指标，

其中，通过优化第二目标函数，最小化多个热流道的设定值曲线之间的曲线差异，以平衡不同热流道内的熔体流动。

4.一种为多模腔热流道提供同步控制的方法，包括：

以一个同步控制器同时对多个热流道的温度进行测量，并且

根据测得的温度和同步算法为多个热流道提供同步控制，

其中同步控制通过一个预测控制的方法获得，同步算法由对以下预测控制的第一目标函数的优化计算所得：

$J(N_1,N_2,N_3,N_u)=E\left\{\underset{j=N_1}{\overset{N_3}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\γ}\left(j\right)\right[\underset{k=I}{\overset{N-I}{\mathrm{\Σ}}}{({\hat{y}}_{k+1}(t+j|t)-{\hat{y}}_k(t+j|t))}^2]+\underset{j=N_1}{\overset{N_2}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\δ}\left(j\right){[\hat{y}(t+j|t)-w(t+j)]}^2+\underset{j=1}{\overset{N_u}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\λ}\left(j\right){\left[\mathrm{\Δu}(t+j-1)\right]}^2\}$ 其中，J(N₁，N₂，N₃，N_u)为第一目标函数，N₁设为温度响应的死区时间，N₂设为工作点附近的温度过渡响应时间，N₃设为一个注射周期的时间，N_u表示同步控制最快的响应时间，表示的是根据时间t及时间t之前的信息作出的对t+j时刻的温度预测，w(t+j)是t+j时刻的温度设定值，Δu(t+j-1)是t+j-1时刻同步控制器输出变化量，

是两个相邻热流道的温度预测的差，δ(j)、γ(j)和λ(j)为加权指标，

其中，通过优化第一目标函数，不同热流道之间的温度差异能够最小化，从而平衡不同热流道内的熔体流动。

5.根据权利要求4所述的方法，其中

根据测得的温度和同步算法为多个热流道提供同步控制的步骤包括：

同步控制器根据测得的温度和同步算法确定不同热流道的控制参数；以及

同步控制器根据确定的控制参数直接对多个热流道同时进行控制，从而达到不同热流道的同步控制。

6.一种为多模腔热流道提供同步控制的方法，包括：

以一个同步控制器同时对多个热流道的温度进行测量，并且

根据测得的温度和同步算法为多个热流道提供同步控制，

其中，根据测得的温度和同步算法为多个热流道提供同步控制的步骤包括：

同步控制器根据测得的温度和同步算法确定多个热流道的温度设定值曲线；

同步控制器将确定的设定值曲线分别发送到多个热流道的单独的下位控制器；以及

下位控制器根据确定的设定值曲线同时对各个热流道的温度进行控制，从而达到多个热流道的同步控制，

其中同步算法根据以下的第二目标函数优化所得：

$J(N_1,N_2,N_3)=E\left\{\underset{j=N_1}{\overset{N_3}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\γ}\left(j\right)\right[\underset{k=I}{\overset{N-I}{\mathrm{\Σ}}}{({\hat{y}}_{k+1}(t+j|t)-{\hat{y}}_k(t+j|t))}^2]+\underset{j=N_1}{\overset{N_2}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\δ}\left(j\right){[\hat{y}(t+j|t)-w(t+j)]}^2\}$

其中，J(N₁，N₂，N₃)为第二目标函数，N₁设为温度响应的死区时间，N₂设为工作点附近的温度过渡响应时间，N₃设为一个注射周期的时间，

表示的是根据时间t及时间t之前的信息作出的对t+j时刻的温度预测，w(t+j)是t+j时刻的温度设定值，

是两个相邻热流道的温度预测的差，δ(j)和γ(j)为加权指标，

其中，通过优化第二目标函数，最小化多个热流道的设定值曲线之间的曲线差异，以平衡不同热流道内的熔体流动。

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