开式泵控油压机液压系统非线性补偿控制研究
发布时间：2021-06-08 13:03
锻造能力在一定程度上标志着一个国家的工业水平,在高铁、军机、大型客机、舰船、航空发动机等高端装备中,锻件占有非常重要的比例,因此提高锻造设备的锻造水平具有极其重要的意义。在诸多液压机液压传动系统构型中,开式泵控油压机以其节能、响应快、流量匹配性好等优点受到广泛关注,但由于液压系统中存在很强的非线性,导致基于古典控制控制理论的线性控制方法难以满足高端装备对锻件精度的需求,因此,本文针对开式泵控油压机中的非线性因素对位置控制精度的影响规律,以及如何对这些因素进行补偿控制等问题展开以下研究。（1）理论分析开式泵控油压机液压系统中的非线性因素,并根据实验结果对数学模型进行修正,验证所得数学模型的准确性,为后续研究奠定良好的基础。（2）采用灵敏度分析的方法分析开式泵控油压机液压系统中各非线性因素对位置控制特性的影响规律,利用计算机仿真工具得到各参数的灵敏度时程曲线,并将各个影响因素对位置控制性能的影响程度进行量化,找到影响开式泵控油压机液压系统位置控制特性的主要因素,为控制器设计提供指导。（3）针对非线性因素导致开式泵控油压机位置控制精度低的问题,基于干扰观测及自适应控制理论,对力干扰、主缸泄漏...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国二重800MN模锻压机容积控制技术即通过调节液压泵的输出流量直接与负载流量相匹配，理论上
MMa) 闭式泵控系统原理示意图 b) 开式泵控系统原理示意图图 1-3 变排量控制系统原理示意图闭式泵控系统压机是目前应用最广泛的泵控压机系统构型.这种构型于 20 世纪 70 年代兴起于欧美等工业强国[22]，经过 50 年的发展，已经形成了比较成熟的技术。例如德国 Wepuko-Pahnke 公司研制的正弦泵控锻造油压机[23]，通过调节正弦泵的变量机构实现泵控直传技术，该技术受 Wepuko-Pahnke 公司保护，其核心原件不单独出售，成套装机成本较高，但由于其结构简单，节能效果显著，国内很多企业如北方重工，中信重机等均配备了这类压机。该压机具有冲击小，响应快，能耗低等优点，但其并未实现系统流量的完全利用[24]，由于主缸回程缸容腔不匹配，系统仍存在一部分溢流。
电机 主缸变量泵回程缸变量泵 控制油泵图 5-2 三联泵组控制采集系统由强电系统和弱电控制系统两部分组成。强电系统为试验台提供动力，弱电系统负责数据采集与控制信号输出。为保证系统控制与采集的实时性，数据采集与控制采用上下位机模式，下位机采用研华工业计算机，工控机中接入模拟量采集板卡 PCI-1716 与模拟输出板卡 ACL-6208，系统中的被监控参量通过传感器转化为模拟信号进入数据采集板卡中，模拟输出板卡将给定量转化为电信号输出至被控对象。上位机采用研华 610L 系列工控机，在上位机中可以完成信号检测及指令输出等功能。为保证正实验数据的准确性，系统中的传感器均采用国内外知名品牌。数据采集与控制系统主要原件如下图所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国重型挤压/锻造设备发展现状与趋势[J]. 张君,侯永超,杨建,薛菲菲,李健,郭晓峰. 锻压装备与制造技术. 2018(04)
[2]精密锻造设备研究现状及发展趋势[J]. 于琨山. 世界有色金属. 2018(10)
[3]精密锻造技术的现状与发展趋势[J]. 赵震,白雪娇,胡成亮. 锻压技术. 2018(07)
[4]智能锻造技术及其产业化发展战略研究[J]. 王新云,金俊松,李建军,夏巨谌. 锻压技术. 2018(07)
[5]开式泵控非对称缸负载容腔独立控制系统（英文）[J]. Jing YAO,Pei WANG,Xiao-ming CAO,Zhuo WANG. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2018(03)
[6]液压柱塞泵运动副磨损特性研究综述[J]. 马纪明,黄怡鸿,郭健,史逸尧,宋岳恒. 液压与气动. 2017(08)
[7](D+A)组合控制多泵源液压系统构型与冲击特性仿真研究[J]. 姚静,张阳,陈浩,孔祥东. 液压与气动. 2017(08)
[8]开式泵控非对称缸负载容腔独立控制耦合特性[J]. 姚静,王佩,董兆胜,孔祥东. 中国机械工程. 2017(14)
[9]强化工业基础是实施《中国制造2025》的关键[J]. 屈贤明. 机械工业标准化与质量. 2017(06)
[10]基于自适应的电液负载模拟器积分鲁棒控制[J]. 岳欣,姚建勇. 液压与气动. 2016(12)
博士论文
[1]大吨位液压机多模式电液控制系统关键技术研究[D]. 张强.浙江大学 2017
[2]锻造油压机开式泵控液压系统研究[D]. 宋豫.燕山大学 2016
[3]800MN巨型液压机同步系统精良控制技术研究[D]. 周育才.中南大学 2012
[4]液压油有效体积弹性模量及测量装置的研究[D]. 冯斌.浙江大学 2011
[5]锻造油压机液压控制系统的关键技术研究[D]. 姚静.燕山大学 2009
硕士论文
[1]电液负载模拟装置非线性控制方法研究[D]. 岳欣.南京理工大学 2017
[2]开式泵控锻造油压机负载容腔独立控制特性研究[D]. 王卓.燕山大学 2016
[3]锻造液压机非线性输出调节控制方法研究[D]. 汪田洲.天津大学 2016
[4]0.6MN自由锻液压机阀控缸力闭环控制特性研究[D]. 卢江辉.燕山大学 2015
[5]液压机快锻系统复合控制节能研究[D]. 周芳.燕山大学 2015
[6]基于遗传算法的0.6MN快锻液压机多PID控制器参数优化研究[D]. 魏征.燕山大学 2015
[7]基于变频调节的快锻液压机泵阀复合控制研究[D]. 张哲.燕山大学 2014
[8]油液体积弹性模量对电液伺服系统动态特性影响研究[D]. 徐巨华.浙江大学 2013
[9]基于模糊PID的模锻液压机控制系统研究[D]. 胡代珍.中南大学 2009
[10]含齿隙环节伺服系统的补偿控制[D]. 马艳玲.西安电子科技大学 2008
本文编号：3218513
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国二重800MN模锻压机容积控制技术即通过调节液压泵的输出流量直接与负载流量相匹配，理论上
MMa) 闭式泵控系统原理示意图 b) 开式泵控系统原理示意图图 1-3 变排量控制系统原理示意图闭式泵控系统压机是目前应用最广泛的泵控压机系统构型.这种构型于 20 世纪 70 年代兴起于欧美等工业强国[22]，经过 50 年的发展，已经形成了比较成熟的技术。例如德国 Wepuko-Pahnke 公司研制的正弦泵控锻造油压机[23]，通过调节正弦泵的变量机构实现泵控直传技术，该技术受 Wepuko-Pahnke 公司保护，其核心原件不单独出售，成套装机成本较高，但由于其结构简单，节能效果显著，国内很多企业如北方重工，中信重机等均配备了这类压机。该压机具有冲击小，响应快，能耗低等优点，但其并未实现系统流量的完全利用[24]，由于主缸回程缸容腔不匹配，系统仍存在一部分溢流。
电机 主缸变量泵回程缸变量泵 控制油泵图 5-2 三联泵组控制采集系统由强电系统和弱电控制系统两部分组成。强电系统为试验台提供动力，弱电系统负责数据采集与控制信号输出。为保证系统控制与采集的实时性，数据采集与控制采用上下位机模式，下位机采用研华工业计算机，工控机中接入模拟量采集板卡 PCI-1716 与模拟输出板卡 ACL-6208，系统中的被监控参量通过传感器转化为模拟信号进入数据采集板卡中，模拟输出板卡将给定量转化为电信号输出至被控对象。上位机采用研华 610L 系列工控机，在上位机中可以完成信号检测及指令输出等功能。为保证正实验数据的准确性，系统中的传感器均采用国内外知名品牌。数据采集与控制系统主要原件如下图所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国重型挤压/锻造设备发展现状与趋势[J]. 张君,侯永超,杨建,薛菲菲,李健,郭晓峰. 锻压装备与制造技术. 2018(04)
[2]精密锻造设备研究现状及发展趋势[J]. 于琨山. 世界有色金属. 2018(10)
[3]精密锻造技术的现状与发展趋势[J]. 赵震,白雪娇,胡成亮. 锻压技术. 2018(07)
[4]智能锻造技术及其产业化发展战略研究[J]. 王新云,金俊松,李建军,夏巨谌. 锻压技术. 2018(07)
[5]开式泵控非对称缸负载容腔独立控制系统（英文）[J]. Jing YAO,Pei WANG,Xiao-ming CAO,Zhuo WANG. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2018(03)
[6]液压柱塞泵运动副磨损特性研究综述[J]. 马纪明,黄怡鸿,郭健,史逸尧,宋岳恒. 液压与气动. 2017(08)
[7](D+A)组合控制多泵源液压系统构型与冲击特性仿真研究[J]. 姚静,张阳,陈浩,孔祥东. 液压与气动. 2017(08)
[8]开式泵控非对称缸负载容腔独立控制耦合特性[J]. 姚静,王佩,董兆胜,孔祥东. 中国机械工程. 2017(14)
[9]强化工业基础是实施《中国制造2025》的关键[J]. 屈贤明. 机械工业标准化与质量. 2017(06)
[10]基于自适应的电液负载模拟器积分鲁棒控制[J]. 岳欣,姚建勇. 液压与气动. 2016(12)
博士论文
[1]大吨位液压机多模式电液控制系统关键技术研究[D]. 张强.浙江大学 2017
[2]锻造油压机开式泵控液压系统研究[D]. 宋豫.燕山大学 2016
[3]800MN巨型液压机同步系统精良控制技术研究[D]. 周育才.中南大学 2012
[4]液压油有效体积弹性模量及测量装置的研究[D]. 冯斌.浙江大学 2011
[5]锻造油压机液压控制系统的关键技术研究[D]. 姚静.燕山大学 2009
硕士论文
[1]电液负载模拟装置非线性控制方法研究[D]. 岳欣.南京理工大学 2017
[2]开式泵控锻造油压机负载容腔独立控制特性研究[D]. 王卓.燕山大学 2016
[3]锻造液压机非线性输出调节控制方法研究[D]. 汪田洲.天津大学 2016
[4]0.6MN自由锻液压机阀控缸力闭环控制特性研究[D]. 卢江辉.燕山大学 2015
[5]液压机快锻系统复合控制节能研究[D]. 周芳.燕山大学 2015
[6]基于遗传算法的0.6MN快锻液压机多PID控制器参数优化研究[D]. 魏征.燕山大学 2015
[7]基于变频调节的快锻液压机泵阀复合控制研究[D]. 张哲.燕山大学 2014
[8]油液体积弹性模量对电液伺服系统动态特性影响研究[D]. 徐巨华.浙江大学 2013
[9]基于模糊PID的模锻液压机控制系统研究[D]. 胡代珍.中南大学 2009
[10]含齿隙环节伺服系统的补偿控制[D]. 马艳玲.西安电子科技大学 2008
本文编号：3218513
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