大截面热钢坯动态焊接建模与控制方法的研究

发布时间：2017-10-09 03:26

  本文关键词：大截面热钢坯动态焊接建模与控制方法的研究

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【摘要】：闪光对焊是一项在现代工业生产中广泛使用的技术。由于工业的现代化发展,在焊接过程中不仅对液压装置的传动性能提出了更高的要求,而且需要焊接设备在受到干扰的情况下具有更高的跟踪精度,尤其对存在大容量、大扰动的大截面热钢坯动态焊接提出了更高的要求。通过计算机仿真软件对系统进行建模和仿真分析是一种很好地解决方法,充分利用该技术去进行系统设计和预测系统性能能够节省大量的时间。通过仿真技术,采用更加适合的焊接方法对液压伺服系统的动态焊接过程进行建模与仿真分析,完成优化控制系统、缩短设计周期以及提高系统效率的目的。本文通过对各种传动控制方式的对比分析,最终采用了液压传动控制系统,并且在对主要液压元件原理、特性以及结构进行分析的基础上,得到了液压伺服系统的数学模型,建立了液压伺服控制系统的仿真模型。分别介绍了液压伺服系统的Ⅱ型PID控制、二次型最优控制以及自抗扰控制的基本理论,最后利用AMESim建模与仿真软件以及MATLAB软件对液压伺服系统进行了建模仿真和对比分析;最后结果表明:通过计算机仿真软件对液压伺服控制系统进行建模和分析是一种很有效方法。在仿真过程中可以得到液压伺服系统Ⅱ型PID控制的动态跟踪精度不高但其抗扰动能力比较好;二次型最优控制器的动态跟踪能力较高,但鲁棒性较弱;自抗扰控制的鲁棒性较高,适合应用于大截面热钢坯的动态焊接。
【关键词】：闪光对焊 液压伺服系统 Ⅱ型PID控制 二次型最优控制 自抗扰控制
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG457.11;TP13
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 研究意义8
• 1.2 液压系统仿真技术8-11
• 1.3 近代控制策略在液压伺服控制系统中的应用概况11-14
• 第二章 伺服控制系统14-26
• 2.1 控制类型的比较及液压控制的特点14-15
• 2.2 三级电液伺服阀及其主要特性15-22
• 2.2.1 三级电液伺服阀结构及工作原理15-16
• 2.2.2 三级电液伺服阀的主要特性及性能参数16-22
• 2.3 液压伺服控制系统22-26
• 2.3.14WSE3EE系列伺服阀工作原理22
• 2.3.2 液压伺服系统的位置控制回路及结构参数22-24
• 2.3.3 液压伺服系统的数学模型24-26
• 第三章 预热闪光对焊工艺26-29
• 3.1 预热闪光对焊原理26-27
• 3.2 预热阶段27
• 3.3 闪光阶段27
• 3.4 顶锻阶段27-28
• 3.5 焊接的主要工艺参数28-29
• 第四章 液压伺服系统的PID控制29-38
• 4.1 PID控制29
• 4.2 液压系统模型的建立29-35
• 4.2.1 AMESim的使用29-30
• 4.2.2 液压系统给定输入信号30-31
• 4.2.3 液压系统仿真模型的建立31-35
• 4.3 PID控制参数设置与仿真35-38
• 4.3.1 PID控制器的参数设置35-36
• 4.3.2 PID控制的仿真结果与分析36-38
• 第五章 液压伺服系统的二次型最优控制38-45
• 5.1 二次型最优控制理论的发展38
• 5.2 二次型最优控制的基本理论38-42
• 5.2.1 最优二次型的基本理论39-41
• 5.2.2 液压伺服系统的状态方程41-42
• 5.3 二次型最优控制器参数设置与仿真42-45
• 5.3.1 二次型最优控制器的设计42
• 5.3.2 二次型最优控制器模型搭建与仿真分析42-45
• 第六章 液压伺服系统的自抗扰控制45-57
• 6.1 自抗扰控制器的结构与原理45-48
• 6.1.1 反馈线性化45
• 6.1.2 非线性扩张状态观测器45-46
• 6.1.3 非线性状态误差反馈46-47
• 6.1.4 自抗扰控制器47-48
• 6.2 自抗扰控制器算法的实现48-49
• 6.2.1 跟踪微分器的设置48
• 6.2.2 扩张状态观测器的设置48-49
• 6.2.3 反馈控制律的设计49
• 6.3 自抗扰控制器参数的整定规律分析49-51
• 6.3.1 跟踪微分器的参数整定49-50
• 6.3.2 扩张状态观测器的参数整定50
• 6.3.3 非线性状态误差反馈控制律的参数整定50-51
• 6.4 自抗扰控制器建模与仿真51-57
• 6.4.1 AMESim与Matlab联合仿真技术51-53
• 6.4.2 自抗扰控制器模型搭建与仿真分析53-57
• 第七章 结论57-59
• 7.1 总结57
• 7.2 展望57-59
• 参考文献59-62
• 致谢62-63
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 朱学彪,陈奎生;对于三级电液伺服阀的新型仿真与研究[J];机床与液压;2005年02期

2 石延平,刘成文;凿岩机器人钻臂定位系统PCM液压伺服控制研究[J];矿山机械;2003年03期

3 禹见达;陈政清;王修勇;谢献忠;;改进的Bang-Bang控制算法的理论与试验研究[J];振动与冲击;2010年02期

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本文编号：997918