低压铸造是生产铝合金铸件常用的一种技术,和传统的重力铸造技术相比,具有金属液利用率高、铸件组织致密等特点。液面加压系统是低压铸造的核心,液面压力的响应速度和控制精度直接影响铸件的质量,保证保温炉内的实际压力与理论工艺压力的一致性是提高铸件质量的关键。目前,国内的低压铸造设备液面压力的控制精度不高,限制了其铸造产品的质量和铸件类型。本课题以低压铸造液面加压系统为研究对象,对液面加压系统的控制算法进行了深入研究。论文的主要工作及结论如下:(1)从低压铸造的原理出发,分析了低压铸造的特点和低压铸造的工艺需求;介绍了低压铸造设备的组成,分析液面加压系统与低压铸造设备的从属关系;对液面加压系统气路部分进行了设计,并对液面加压系统的主要环节建立了数学模型。(2)对液面加压系统的控制需求进行了研究,分析了液面压力对铸件成型的影响和常用控制算法的特点;设计了PID、模糊PID以及模糊神经网络PID三种控制器,利用MATLAB进行仿真,对三种控制器控制效果的性能指标进行对比分析,确定了基于模糊神经网络PID的低压铸造液面加压控制算法。(3)从BP算法的局限性和模糊神经网络初始参数对控制效果的影响两方面分析了模糊神经网络参数优化的必要性;阐述了果蝇算法的基本理论,对标准果蝇算法的候选解生成机制、搜索半径以及搜索策略进行了改进;设计了基于改进果蝇算法和BP算法的混合算法,并对模糊神经网络的初始参数进行了优化,通过对比分析验证了参数优化的有效性。在对低压铸造工艺压力的跟踪试验中,优化后的模糊神经网络PID控制器在最大误差和平均误差等方面的指标均优于常规PID控制器和模糊PID控制器。(4)根据低压铸造设备的控制需求对控制系统的硬件进行了设计,确定了以PLC为下位机和触摸屏为上位机的控制系统,并对硬件进行了选型;对PLC和HMI进行组态,编写了液面加压系统的PLC程序,设计了HMI的可视化界面;通过设计和调用函数块在S7-1500中实现对液面加压系统的模糊神经网络PID控制,验证了模糊神经网络PID在低压铸造液面加压工业现场控制中的可行性。综上所述,本文对低压铸造液面加压控制技术进行了研究,对低压铸造液面加压控制算法进行了深入探讨,设计了模糊神经网络PID控制器,并提出了改进的果蝇算法对控制器的初始参数进行优化,提高了低压铸造液面压力的控制精度,最后验证了模糊神经网络PID在低压铸造液面加压工业现场控制的可行性。