巨型模锻液压机驱动与同步过程联合控制的研究

高性能复杂整体模锻件要求模锻液压机必须具备多缸同步以及稳定运行的能力,但巨大运动惯量、复杂多变的负载以及锻件材质不均、形状不对称导致该装备运行时极易出现速度不稳定和活动横梁倾斜现象。针对这一问题,在考虑液压机液压非线性与复杂多变负载的基础上,建立了模锻液压机整体运动模型,并提出了驱动与同步过程联合控制的方法。通过对驱动过程采用多因子自调整模糊控制,对同步过程采用模糊解耦控制,使系统不仅实现了锻压速度的平稳控制,同时也保证了系统的同步性能。最后通过仿真和实验验证了该控制的有效性,为控制大惯量模锻液压机平稳运行提供了理论基础与保证。     

基于AMESim的多缸驱动液压机同步控制系统设计

针对液压机执行过程中驱动液压缸产生的位置偏差问题,设计一种同步控制系统。阐述液压机的基本结构与技术参数,利用FluidSIM软件绘制液压系统原理图并进行仿真分析。建立多缸驱动液压机的数学模型,进行PID控制环节的优化设计。以传感器、电磁比例换向阀为硬件核心,利用AMESim构建具有PID控制环节的同步控制系统仿真模型并进行仿真分析。分析结果表明：模糊PID控制系统的运用,提高了液压多缸系统的同步精度与运行稳定性。     

液压机多缸同步系统的建模与解耦控制

针对巨型液压机多缸驱动系统存在的高精度同步运行控制问题,分析作用在活动横梁上各种力矩的变化规律及相互影响,建立以活动横梁为中心的多变量耦合系统模型;并设计了一种基于极点配置的动态解耦控制器,使强耦合系统简化为两个简单的单回路系统,此法大大地简化了复杂控制器的设计,在各单回路加经典PID控制器,通过仿真和实验表明,该控制策略可以有效实现对多缸运动系统的同步控制.对复杂多回路耦合系统的控制具有重要的参考价值.     

巨型模锻液压机同步控制系统建模及仿真

为了提高巨型模锻液压机同步控制系统的快速响应性,在300MN模锻液压机的基础上,针对800MN模锻液压机的特点重新设计了同步控制系统,并基于液压基础理论和动力学理论,联合建立了活动横梁运行时同步控制系统的整体数学模型。将原方案和现有方案进行了对比仿真,结果表明:新设计的800MN同步控制系统的响应特性较原方案的响应特性有较大幅度的改善,响应速度和动静态精度均有较大提高。     

巨型模锻液压机同步控制性能影响因素研究

同步控制系统是巨型模锻液压机上的关键部分,其同步控制性能的好坏将直接决定产品的质量。对活动横梁与导向立柱之间的配合间隙以及同步控制系统提供的工作压力与回油背压的压差对同步控制性能的影响进行了分析。结果表明:将立柱与侧梁的间隙控制在0.5mm到1.0mm之间可以满足锻件的精度要求;工作压力与回油背压的压力差越大,同步控制系统的动静态性能越好。为巨型模锻液压机同步控制系统的设计提供了参考。     

液压机多油缸同步控制关键技术研究

介绍了一种多油缸同步驱动控制方案,该方案主要用于大型模锻液压机活动横梁的平衡控制,即在液压机活动横梁四角对称安装四个精密制造的液压缸,采用四个拉线位移传感器实时检测液压机活动横梁四角位移,利用数字阀控制液压缸输入流量,四个液压缸分别对液压机活动横梁四角水平位移进行调节,通过控制数字阀缝隙长度来间接控制液压缸的位移和速度,实现液压机活动横梁的水平控制。同时利用AMESim软件对该同步控制液压系统进行仿真,分析液压缸流量、位移与数字阀缝隙长度之间的变化关系。     

S7-300PLC在巨型模锻液压机驱动同步控制系统中的应用

巨型模锻液压机工作时,活动横梁的水平度是保证加工工件精度的决定性因素。设计一种基于西门子S7-300PLC可编程控制器为工作总站的驱动同步系统控制方案,实现对活动横梁的水平控制,并对控制系统的控制原理、硬件组成和软件体系做详细的分析和介绍。系统工作总站根据四个高精度光栅尺实时地检测活动横梁四角的位移和各主工作缸压力传感器及流量传感器等反馈信号,分别采用PID控制策略控制各主工作缸进液阀组的流量和压力,实现主工作缸的主动同步运动。     

800MN巨型模锻液压机基于仿人智能控制方法的纠偏策略研究

在分析巨型液压机模型基础上,针对其纠偏系统存在参数摄动,不确定性偏载扰动较大的特点,提出了采用仿人智能控制方法进行控制,并针对某巨型压机进行了仿人智能控制器设计,为了验证控制策略的有效性,采用对极限工况进行数字仿真实验,实验结果表明:纠偏时阃可大副缩短(偏载稳定情况下可缩短达1.5 s)动态偏转角峰值明显减小(可缩小达...     

大型模锻液压机极低速运行泄漏补偿

针对等温锻造中模锻液压机低速运行时液压系统泄漏影响模锻液压机稳定性的问题,运用AMESim和MATLAB/Simulink软件建立了考虑系统泄漏模型的模锻液压机极低速驱动液压控制系统的联合仿真模型,并通过实验验证了该仿真平台的有效性与精确性。分析了系统泄漏对低速性能的影响,提出了常规PID泄漏补偿控制方法和基于PID的复合泄漏补偿控制方法,并对两种方法的补偿效果作了比较。仿真结果表明基于PID的复合泄漏补偿控制方法效果更好,超调量降低至3.4%,最大系统稳态误差减小至0.686%。     

自行式载重车悬架升降电液同步驱动控制研究

通过对自行式载重车4点悬架同步驱动机械和液压系统工作机理的分析,建立了系统的多领域物理模型和数学模型;针对该同步升降系统存在的耦合性、非线性和模型参数不确定性特点,提出了一种基于多点输出耦合的模糊PID多缸同步驱动控制策略,以4点悬架柱塞缸实际输出位移耦合值为理想输出,由4个独立的位置同步模糊PID控制器分别实现阀控柱塞缸对理想输出动态和稳态的实时跟踪控制。额定载荷为1MN的自行式载重车悬架同步升降试验结果显示：运用该控制策略的车辆悬架同步升降过程中的4点悬架高度的动态误差为±3mm,稳态误差为±1mm,对比试验表明,基于多点输出耦合的模糊PID控制策略具有较高的同步驱动控制精度和较强的适应性与鲁棒性。     

大型模锻液压机监控系统设计研究

结合大型模锻液压机的工艺因素及高精度同步运行控制的要求,对大型模锻液压机控制系统的组成和工作原理进行了详细说明,给出了系统的硬件配置。以WinCC V6为软件平台,设计开发了上位机监控系统,实现了现场状态及数据的监控,并通过C脚本程序完成了上位机对PLC控制参数的设置。实际应用表明,该系统位置控制精度高,人机界面友好,操作方便,各项控制功能均达到了设计要求。     

基于反演控制的2D舞台威亚协调同步控制方法研究

针对2D舞台威亚系统机理模型较难建立,机电系统自身参数易发生摄动以及外界未知干扰等因素造成的威亚系统同步协调性能下降以至存在安全隐患等问题,根据反演控制强鲁棒性及响应速度快等优点,并结合速度矢量合成及位置偏差耦合同步方法,提出一种基于反演控制技术的舞台威亚系统同步协调控制方案。仿真结果表明,较之于传统的PI控制系统,所提出的控制方案有更好的动态性能和强鲁棒性,而且体现了更好的同步协调性能。     

1000 t惯性摩擦焊液压多缸同步控制策略研究

针对大吨位惯性摩擦焊机多缸液压顶锻系统强干扰、强非线性的特点,面向多缸系统同步性能的高精度、强抗干扰的要求,基于自行设计的一套具有位置反馈的三缸液压顶锻系统,建立了阀控缸系统以及位置反馈同步系统的动态响应数学模型,并且提出了以伺服阀控液压系统为基础,在偏差耦合控制方式下采用模糊PID对控制参数进行优化的多缸同步控制策略。在MATLAB Simulink中对该控制算法进行仿真研究,并与传统PID控制算法进行对比。结果表明,所设计的控制策略实现了千吨级负载下多缸系统同步误差小于0.05 mm的稳定输出,具有较好的鲁棒性和较高的同步控制精度,为国产大吨位惯性摩擦焊机液压伺服系统提供设计参考。     

基于共轭梯度法的混沌系统参数辨识和同步

提出基于共轭梯度法和驱动响应同步思想的未知参数混沌系统的参数辨识和混沌同步新方法.该方法采用驱动系统的单变量驱动与其结构相同参数可调的响应系统,由于混沌对于参数的失配具有极度敏感性,参数不同的两个相同结构的混沌系统无法同步,因此通过调整响应系统参数使同步误差最小就可以实现混沌同步,同时得到驱动系统参数.本文通过共轭梯度方法搜索使同步误差极小的未知参数值,从而在获得待辨识参数的同时实现驱动系统与响应系统的同步.该方法不需要确知驱动系统的参数,不需要驱动系统的所有状态变量,参数收敛速度快.     

巨型液压机同步平衡控制系统的控制优化

300MN模锻水压机是我国国防和基础建设的关键设备,其中的同步平衡控制系统对提高模锻件的精度,改善液压机的受力状态,延长液压机本体和模具的寿命具有重要作用。通过建立同步平衡控制系统的数学模型,分析了影响控制系统的因素,并进行了优化。     

可控励磁直线同步电动机滑模控制的研究北大核心

在磁悬浮可控励磁直线伺服系统中,对于外部不确定性扰动和系统自身参数摄动的问题,提出一种全过程都具有鲁棒性的滑模控制,让状态轨迹全程沿着滑模面运动。同时,针对滑模控制会产生抖振的缺点,采用双曲正切函数柔化控制输入信号,以达到实现直线同步电动机数控机床磁悬浮平台精确控制的目的。在Matlab环境下对控制系统进行仿真分析,结果表明在该控制策略下,可控励磁直线电动机磁悬浮伺服系统对外部扰动和自身参数摄动具有良好的鲁棒性,并且减小系统的抖振,从而验证该控制方法的有效性。     

基于数字孪生模型的直驱部件高精度控制方法

直驱部件以结构紧凑、失动量小和无间隙传动的优势在高档数控机床、航空航天精密伺服机构等重大装备中得到了广泛应用.直驱部件的伺服控制精度和动态响应特性是伺服系统的重要指标,针对负载惯量摄动和装配特性的变化造成系统伺服性能的下降甚至失稳的现象,提出一种基于数字孪生模型的复合控制方法,以物理实体数据驱动数字孪生模型参数同步,以数字孪生模型优化物理实体的伺服控制参数.首先提取了直驱系统的关键特征参数,用集总参数模型描述线性环节,用非线性参数模型描述非线性特征,建立了直驱部件的虚拟物理模型;采集物理实体状态数据,提出了基于递推增广最小二乘算法的数字孪生模型参数更新方法,实现了模型特征的自适应同步;利用同步参数优化系统控制参数,提出了指标约束下的速度控制器和扩张状态卡尔曼滤波器设计方法,形成了数字孪生驱动的复合控制策略.实验表明,提出的方法具有更好的抵抗惯量摄动能力,模型同步算法能准确快速地辨识直驱系统的惯量变化;相对传统方法,跟随20°/s&1 Hz正弦信号的速度残差均方根由5.88°/s减少为1.76°/s,优化了70％;阶跃响应过程的调整时间始终满足设计指标0.1s,实际响应曲线与理论响应曲线的Pearson相关系数由0.957提高到了0.993.研究成果为进一步细化数字孪生模型颗粒度和推进数字孪生模型在运动控制中的应用提供参考.     

清华大学设计出8万t模锻液压机建设方案

重型模锻液压机是关系国家安全、经济发展的战略性、基础性设备。当今世界上的航空强国都拥有4．5万t以上的重型模锻液压机。如美国拥有2台4，5万t重型模锻液压机，俄罗斯拥有2台7、5万t重型模锻液压机，法国拥有1台6．5万t重型模锻液压机。2007年4月3日在北京通过专家委员会论证的8万t模锻液压机重大装备项目建设方案，宣告该项目将于2007年5月正式启动。     

400MN模锻液压机主工作缸导向套密封件的安装

主要介绍了400 MN模锻液压机建设项目现场实际建造中对模锻液压机主工作液压缸重要部件导向套的密封件安装的经验与体会.     

800 MN大型模锻液压机液压驱动和控制系统的技术研究

详细介绍了800 MN大型模锻液压机液压驱动和控制系统的技术方案、同步控制功能、技术配置指标和技术创新点。