内高压成形机两侧缸位置同步控制试验研究

发布时间：2017-10-11 08:24

  本文关键词：内高压成形机两侧缸位置同步控制试验研究

  更多相关文章： 内高压成形 位置同步控制 PID 自抗扰控制器 “同等+主从” 模拟试验平台 S7-300 PLC

【摘要】：随着科技的发展,人们不断地对工业制造技术提出更高的要求,节能环保、减轻重量、降低成本是现代先进制造技术发展的趋势之一。内高压成形正是在这样的背景下开发出来的一种利用液体压力使工件成形的先进制造技术,并被广泛地应用于航空、航天、汽车等领域。内高压成形机的控制系统是内高压成形技术的核心,而内高压成形过程中两侧缸位置同步控制问题,是内高压成形机控制系统的关键技术之一,两侧缸位置同步控制的效果,直接关系到产品质量的好坏,因此,对于这个问题的研究,具有重要的意义。本文主要研究内容如下:首先,在查阅了大量国内外相关文献的基础上,综述了内高压成形技术及其国内外研究现状;介绍了内高压成形设备工作原理及组成,分析了设备各部分的作用,强调了对内高压成形两侧缸位置同步控制研究的重要性。其次,设计了两侧缸电液比例控制系统,分析了液压动力机构,建立了单侧缸电液比例控制系统的数学模型,为后续对内高压成形两侧缸位置同步控制的仿真研究做准备。再次,对内高压成形两侧缸位置同步控制问题进行仿真研究,选择同步控制策略,分别搭建两侧缸位置控制系统的PID仿真模型及自抗扰仿真模型进行Simulink仿真,并对这两种仿真结果进行比较。最后,在实验室搭建两侧缸位置同步控制模拟试验平台,对模拟试验平台进行电气控制系统设计,以S7-300 PLC作为下位机,采用Win CC组态软件实现上位机监控界面的设计;进行单侧缸位置PID控制试验及两侧缸位置同步PID控制试验,试验结果验证了控制策略的有效性及试验平台的实用性,为S7-300 PLC在内高压成形控制系统的实际应用提供了试验依据。
【关键词】：内高压成形 位置同步控制 PID 自抗扰控制器 “同等+主从” 模拟试验平台 S7-300 PLC
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG306;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题的研究背景及意义10
• 1.2 内高压成形技术概述10-14
• 1.2.1 内高压成形技术原理及工艺过程10-11
• 1.2.2 内高压成形机组成及主要功能11-13
• 1.2.3 内高压成形技术实际应用13-14
• 1.3 内高压成形研究现状14-16
• 1.3.1 内高压成形机国外研究现状14-15
• 1.3.2 内高压成形机国内研究现状15-16
• 1.3.3 内高压成形两侧缸位置同步控制研究现状16
• 1.4 本文主要研究内容及结构16-18
• 第2章 单侧缸电液比例控制系统数学模型18-29
• 2.1 电液比例控制系统18-20
• 2.1.1 电液比例控制系统特点及构成18-19
• 2.1.2 内高压成形两侧缸位置同步电液比例控制系统的设计19-20
• 2.2 单侧缸电液比例控制系统液压动力机构分析20-25
• 2.2.1 比例换向阀的负载流量方程21-23
• 2.2.2 非对称液压缸的负载流量方程23-24
• 2.2.3 非对称液压缸的力方程24
• 2.2.4 非对称动力机构的数学模型24-25
• 2.3 单侧缸电液比例控制数学模型的建立25-27
• 2.4 系统设计参数27-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第3章 内高压成形两侧缸位置同步控制仿真研究29-42
• 3.1 同步控制策略的选择29-30
• 3.2 传统PID控制器仿真研究30-34
• 3.2.1 PID控制器原理30-31
• 3.2.2 两侧缸位置同步控制系统PID仿真31-34
• 3.3 自抗扰控制器设计及仿真研究34-40
• 3.3.1 自抗扰控制器设计原理34-37
• 3.3.2 两侧缸位置同步控制系统自抗扰仿真37-40
• 3.4 本章小结40-42
• 第4章 两侧缸位置同步控制试验平台设计及试验研究42-56
• 4.1 模拟试验平台液压控制系统42-44
• 4.1.1 模拟试验平台液压控制系统组成42-43
• 4.1.2 模拟试验平台传感器选择43-44
• 4.2 模拟试验平台电气控制系统硬件设计44-48
• 4.2.1 主控制器选择44-45
• 4.2.2 输入输出点统计及模块数量确定45-46
• 4.2.3 模拟试验平台电气控制系统组成46-48
• 4.3 模拟试验平台电气控制系统软件设计48-52
• 4.3.1 下位机STEP 7 软件编程48-51
• 4.3.2 上位机Win CC监控界面的设计51-52
• 4.4 模拟试验平台试验研究及分析52-55
• 4.4.1 单侧缸位置PID控制试验53-54
• 4.4.2 两侧缸位置同步控制试验54-55
• 4.5 本章小结55-56
• 结论56-57
• 参考文献57-60
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果60-61
• 致谢61-62
• 作者简介62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 白永成;;内高压成形原理及设备综述[J];科技创新与应用;2012年11期

2 高强;侯远龙;钱林方;黄磊;;自抗扰控制在泵控缸电液位置伺服系统中的应用[J];电气自动化;2008年03期

3 杨智,朱海锋,黄以华;PID控制器设计与参数整定方法综述[J];化工自动化及仪表;2005年05期

4 郑再象;樊黎霞;辛文秀;;大吨位管件液压成形设备的设计与研制[J];机床与液压;2006年12期

5 黄卉;关于比例阀控非对称缸系统的建模问题[J];机械设计与制造;2000年04期

6 牛占海,王宏武,刘榛;对电液比例控制系统的综述[J];机械研究与应用;2004年06期

7 韩京清;从PID技术到“自抗扰控制”技术[J];控制工程;2002年03期

8 苑世剑;韩聪;王小松;;空心变截面构件内高压成形工艺与装备[J];机械工程学报;2012年18期

9 殷永华;杨明;;基于WinCC的模块化生产系统监控程序设计[J];淮阴工学院学报;2012年05期

10 李双;刘镇原;;一种电液比例液压控制系统的分析与改进[J];机床与液压;2013年08期

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 牟晓勇;基于气液增压的内高压成形设备控制系统的分析与设计[D];哈尔滨工业大学;2010年

2 魏培;电液比例位置控制系统研究[D];西安建筑科技大学;2011年

3 濮丹丽;基于LabVIEW的内高压液压成形机控制系统研究[D];上海交通大学;2008年

4 李华飞;内高压成形试验台的改造研究[D];东北大学;2012年

，

本文编号：1011499