0.6MN自由锻液压机阀控缸力闭环控制特性研究

发布时间：2017-09-30 20:33

  本文关键词：0.6MN自由锻液压机阀控缸力闭环控制特性研究

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【摘要】：提高锻件性能和材料利用率一直是锻压行业关注的焦点。近年来,在保证锻件性能的前提下,提高锻件材料的利用率,已成为控形控性锻造的重要思想。锻件经过墩粗、拔长、常锻和快锻工序使锻件晶粒细化、组织均匀,并具有一定的外形尺寸,一般需要后续机加工来满足外形尺寸的要求。如果提高锻造液压机的锻造精度,便可以减少后续机加工工作量,这样不仅可以提高材料的利用率,还可以保持锻件优良的性能。基于以上考虑,本文提出一种力闭环锻造方法,旨在提高锻件性能,以减少锻件二次机加工量。主要开展以下研究工作:(1)锻造液压机阀控缸力闭环控制系统数学建模。采用机理建模,建立锻造液压机阀控缸系统非线性数学模型;为便于分析,对阀控缸非线性数学模型进行线性化处理;在此模型基础上,采用频域分析方法,研究负载刚度对力控系统特性的影响。(2)锻造液压机阀控缸力闭环控制系统仿真建模及特性分析。采用AMESim与MATLAB\Simulink建立协同仿真平台,在AMESim中搭建锻造液压机系统的液压部分和机械部分仿真模型,在MATLAB\Simulink中搭建锻造液压机的控制模型,通过实验曲线与仿真曲线对比,验证系统的仿真模型,分析系统的动态特性。(3)锻造液压机力闭环控制方法研究及其初步实践。分别引入PID控制器、积分分离控制器以及模糊PID控制器对系统进行控制,尽量的保证力闭环控制在锻造液压机中的响应和跟踪性能。并对力控制方法在锻造液压机中的实践进行初步研究。
【关键词】：锻造液压机 协同仿真 力闭环控制 控形控性
【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】：TG315
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 研究背景及研究的目的和意义11-13
• 1.1.1 课题来源11
• 1.1.2 研究背景11-12
• 1.1.3 研究目的和意义12-13
• 1.2 锻造液压机国内外研究现状13-15
• 1.3 电液力闭环控制的国内外研究现状15-17
• 1.4 主要研究内容17-19
• 第2章 0.6MN锻造液压机阀控缸力控系统理论建模19-33
• 2.1 引言19
• 2.2 0.6MN锻造液压机阀控缸力闭环控制系统建模研究19-25
• 2.2.1 0.6MN锻造液压机液压系统介绍19-20
• 2.2.2 锻造液压机阀控缸系统简介20-21
• 2.2.3 阀控缸系统基本方程21-24
• 2.2.4 电液伺服阀的数学模型24-25
• 2.2.5 力传感器数学模型25
• 2.3 阀控缸系统线性化处理25-31
• 2.3.1 压下过程建模25-28
• 2.3.2 回程过程建模28-29
• 2.3.3 0.6MN锻造液压机阀控缸力控模型及频域分析29-31
• 2.4 本章小结31-33
• 第3章 0.6MN锻造液压机力闭环系统特性分析33-53
• 3.1 引言33
• 3.2 仿真软件介绍33-34
• 3.2.1 AMESim软件简介33-34
• 3.2.2 MATLAB\Simulink软件介绍34
• 3.3 0.6MN锻造液压机元件仿真建模研究34-41
• 3.3.1 电液伺服阀模型34-37
• 3.3.2 液压机本体模型37-38
• 3.3.3 液压管道模型38-39
• 3.3.4 锻压件模型39-41
• 3.4 动压反馈补偿41-42
• 3.5 非对称阀组独立负载口控制42-44
• 3.6 0.6MN锻造液压机协同仿真模型及实验平台44-49
• 3.6.1 0.6MN锻造液压机协同仿真搭建及接口设置44-46
• 3.6.2 0.6MN锻造液压机系统搭建46-48
• 3.6.3 0.6MN锻造液压机控制系统软件48-49
• 3.7 工作参数控制特性的影响49-52
• 3.7.1 控制器比例增益对控制特性的影响50
• 3.7.2 供油压力对控制特性的影响50-51
• 3.7.3 油液体积弹性模量对控制特性的影响51-52
• 3.8 本章小结52-53
• 第4章 0.6MN锻造液压机控制策略研究53-68
• 4.1 引言53
• 4.2 PID控制器控制效果研究53-56
• 4.3 积分分离控制器控制效果研究56-58
• 4.3.1 积分分离控制介绍56
• 4.3.2 积分分离控制仿真与实验效果分析56-58
• 4.4 模糊PID控制控制效果研究58-67
• 4.4.1 模糊PID控制器的介绍59-60
• 4.4.2 模糊PID控制器的设计60-63
• 4.4.3 模糊PID控制器的应用63-67
• 4.5 本章小结67-68
• 第5章 0.6MN锻造液压机位置-力复合控制研究68-75
• 5.1 引言68
• 5.2 力闭环控制在锻造液压机中实现形式研究68-69
• 5.3 位置和力闭环复合控制的研究69-71
• 5.3.1 串联耦合方式69-70
• 5.3.2 并联耦合方式70
• 5.3.3 串并联耦合方式70-71
• 5.4 液压机位置与力控制切换策略研究71-73
• 5.4.1 压下过程位置控制向力控制的转换71
• 5.4.2 回程过程力控制向位置控制的转换71-72
• 5.4.3 控制转换方法的确定72-73
• 5.5 本章小结73-75
• 结论75-77
• 参考文献77-81
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果81-82
• 致谢82-83
• 作者简介83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘庆印,白人朴;我国锻压设备产业竞争力分析[J];锻压技术;2005年05期

2 赵慧,韩俊伟,聂伯勋,曾祥荣;基于LMI的H_∞控制在电液力控制系统中的应用[J];哈尔滨工业大学学报;2000年06期

3 李昊;孔祥东;刘君;;平整机轧制力控制系统神经网络自整定PID控制策略研究[J];机床与液压;2010年13期

4 王学慧;刘春阳;邓永存;聂玉珠;韩彦光;;Q235钢变形抗力的数学模型[J];金属世界;2011年02期

5 唐铃;凤王雷;;电液力伺服系统的极点配置优化研究[J];机械传动;2006年06期

6 李洪人,陈照弟;新的液压管路分段集中参数键图模型及其试验研究[J];机械工程学报;2000年03期

7 王益群,曹栋璞,陈星,吴晓明;热连轧卷取机踏步系统鲁棒H_∞控制研究[J];机械工程学报;2002年10期

8 魏树国;赵升吨;张立军;韩耀鹏;;直驱泵控式液压机液压系统的动态特性仿真及优化[J];西安交通大学学报;2009年07期

9 吴晓明,栾海英,张强,王益群;热轧带钢地下卷取机踏步系统的应用研究[J];液压与气动;2003年10期

10 王明彦,郭奔;基于迭代学习控制的电动伺服负载模拟器[J];中国电机工程学报;2003年12期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 刘英杰;负载口独立电液比例方向阀控制系统关键技术研究[D];浙江大学;2011年

2 于少娟;电液伺服力控系统的鲁棒迭代学习控制方法研究[D];太原理工大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 黄飞;电液伺服系统位置与压力控制转换过程的加减速算法与仿真[D];武汉科技大学;2011年

2 尹一鸣;基于LabVIEW的过程控制实验平台的设计[D];合肥工业大学;2010年

3 王光平;0.6MN泵控油压机系统卸压特性研究[D];燕山大学;2013年

4 边斌;65MN锻造液压机控制系统的设计和仿真研究[D];燕山大学;2013年

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本文编号：950275