多功能铝合金反重力铸造装备的研制

为提高生产铝合金铸件的反重力铸造装备的实用性,减少重复投资,研制了多功能铝合金铸件反重力铸造装备.该装备主体采用上下罐结构,控制系统使用模糊化处理的积分分离PID算法作为控制方案,数字组合调节阀作为气路系统的执行机构.控制系统与装备主体相结合,可以实现低压铸造、差压铸造和调压铸造3种反重力铸造方法,提高了反重力铸造设备的实用性.     

反重力铸造液态成形过程的PLC控制

反重力铸造是利用上下腔之间的压差,将金属液体由下而上充填模具,实现液态成形的过程。生产过程中,液态成形过程的控制对提高铸件的内在质量有着极为重要的作用。液态成形过程的控制实际上是上下腔之间压差的控制。系统以PLC为核心,采用PID 模糊算法实现了反重力铸造成形过程的闭环控制。该系统液面加压过程控制合理,并具有泄漏自动补偿功能。液态成形过程可以通过工艺参数的设定精确重复再现,不受炉内泄漏和管路气压波动的影响。试验结果表明:系统运行可靠,跟踪性能好,控制精度高,调节方便。     

多功能反重力铸造计算机Delphi控制系统设计

设计了一种基于Delphi的多功能反重力铸造计算机控制系统。铸造过程中根据铸件尺寸、结构不同,所需的反重力加压方式也不同,通过分析各种反重力铸造的原理和特点,采用Delphi语言编写的控制软件,设计并开发了一体化的多功能反重力铸造计算机控制系统。该控制系统采用积分分离数字PID算法,将差压、低压和调压铸造一体化,实现了多功能的反重力铸造生产过程控制,降低生产成本。实践结果表明,研制的多功能反重力铸造计算机控制系统具有较高的可行性和实用性。     

基于PLC的反重力铸造专家-模糊PID压力控制系统设计

为了动态补偿反重力铸造过程的金属液面压力,利用专家-模糊PID控制器设计了适用于铸造工艺的分段压力控制系统。该系统硬件以S7-300 PLC为核心,在现场搭建了专家-模糊PID反重力铸造控制网络,设计算法控制器和应用程序,实现了在线整定和控制铸造过程的金属液面压力波动。测试结果表明,该系统能根据初始工况切换控制算法,减小铸造过程金属液面的压力波动,实现对铸件成型工艺的精确、稳定控制。     

大型熔体输运式反重力铸造设备的研制

针对采用反重力铸造法生产超大型铝合金铸件过程中存在的设备容量不足、铸型难于起吊以及压力不易控制等技术难题,研制了一种大型熔体输运式反重力铸造设备。该设备以避免吊运超重铸型为设计出发点,采用压力罐上侧设置熔体输运口的结构形式,通过熔体转运式或熔体输送式两种不同工作方式,有效解决了熔体处理及输送与铸型准备工作的并行问题。此外,在控制软件中对PID算法进行了模糊化处理,有效提高了设备的压力控制精度。实践证明,研制的大型熔体输运式反重力铸造设备可满足超大型复杂铝合金铸件（轮廓尺寸可达4m,浇注重量超过1t）反重力铸造的生产要求。     

反重力铸造设备气路控制系统的研究

根据不同铸件的生产需要,分别对低压、差压和调压铸造设备的气路控制系统进行研究,并在此基础上设计了一体化反重力铸造气路控制系统。这些系统结构紧凑、成本较低,提高了反重力铸造设备的实用性。     

反重力铸造的充型过程研究

分析了反重力铸造充型压力的构成及其平衡关系,并对主要压力参量进行了模型量化评估,以此为基础,提出了反重力铸造过程中的阶梯式压力控制方法,解释了分级加压的原因和控制因素。为了充分利用反重力铸造的优势,提出了新的反重力铸造浇注系统设计的概念和方法。在该设计方法中,浇注系统不仅用于金属液的导流,更重要的功能是作为压力传递和补缩通道。     

A357铝合金复杂薄壁铸件的反重力铸造研究

研制了一种反重力铸造设备,采用模糊智能控制,具有优越的充型条件和凝固条件.利用自制的反重力设备铸造了A357铝合金复杂薄壁铸件.结果表明,智能控制下的反重力铸造设备运行良好,控制可靠;铸造的铝合金复杂薄壁铸件充型完整,晶粒细小,组织致密,实现了精确成形和组织控制的一体化.     

低压差压调压一体化反重力铸造装备技术研究

低压铸造、差压铸造及调压铸造等反重力铸造装备技术已在实际生产中得到广泛应用,但多数此类设备功能单一,无法在同一台设备上实现多种功能。本文作者通过对设备主体、多功能气路控制系统、电控系统的结构设计,以及高性能数字式组合阀及相关控制软件等关键技术的研发,完成了低压铸造、差压铸造及调压铸造一体化反重力铸造装备技术的研究。生产实践证明,该装备技术不仅可满足多元化铸件产品的研制与生产,且具有压差控制精度高、操作安全可靠等特点。     

高温合金大型薄壁铸件反重力铸造技术进展

大型复杂薄壁铸件的铸造成形一直是制造界的难题之一,高温合金的大型复杂薄壁铸件的铸造成形尤其困难.反重力铸造是生产优质薄壁铸件的理想方法.综合论述了真空吸铸、低压铸造、差压铸造和调压铸造等反重力铸造技术的工艺原理、发展概况、特点和应用情况,分析了高温合金薄壁铸件反重力铸造技术的研究现状,指出了反重力铸造技术在高温合金大型复杂薄壁铸件上应用存在的技术瓶颈,提出了解决方案并就其发展方向给出了建议.     

基于自适应遗传算法优化的模糊PID控制在实验轧机中的应用研究

轧机板厚控制系统是一个具有非线性和时变特性的复杂系统,采用普通PID控制往往难以取得满意的控制效果。针对Hille 100实验轧机,建立其简化的数学模型,并采用模糊PID控制策略对其进行控制。模糊控制规则是模糊PID控制器设计的关键,采用自适应遗传算法(AGA)对其进行优化。仿真结果表明:优化后的模糊PID控制器具有更好的动态响应特性,控制效果得到了进一步改善。     

Application of fuzzy PID self-adaptive controller in pressurisation control system of counter gravity casting

Abstract

Good counter gravity casting process control is very important to the production of high quality light metal parts. However, due to uncertain dynamic properties, large delay and interactive influencing factors, this kind of process control is quite complex and it is hard to build a precise mathematic model to describe its characteristics. PID control dose not depend on mathematic model, but once the parameters are given, it cannot regulate itself and cannot get satisfied control effect. In order to satisfy the higher control performance requirement, fuzzy logic control is introduced, which is used to revise three coefficients of PID controller. It can greatly overcome the defects of conventional parameter fixed PID algorithm and get a good self-adaptive ability. Compared with the commonly used classical PID controller, the proposed fuzzy PID controller shows excellent robustness against system parameter variations and external disturbances in the counter gravity casting machine.     

基于模糊自整定参数PID控制的铝合金薄板脉冲MIG焊

针对铝合金薄板脉冲MIG焊,提出了一种比例积分微分(proportion integral derivative,PID)参数模糊自整定控制方法,文中介绍了其原理及设计思路,将模糊逻辑控制器引入已建立的PID控制器的Simulink仿真模型,实现了PID参数模糊自调节,并进行了输入适应性对比试验和抗干扰试验分析,表明PID参数模糊自整定控制器在输入适应性和抗干扰方面更胜一筹,能进一步提高弧焊电源性能.最后对铝合金1 mm薄板进行了传统PID控制和模糊自整定参数PID控制焊接试验对比.结果表明,该方法焊缝光亮、飞溅少、焊接过程比较平稳,可获得较好的焊缝质量和稳定的焊接过程.     

基于温度控制系统的模糊自整定PID算法设计

考虑到温度的控制特性,以及常规PID控制器参数整定方法不能获得满意控制性能的问题,提出了一种基于模糊自整定参数的PID算法.针对隶属度函数对模糊推理模型的精度影响和控制算法的特点,建立了模糊PID控制参数规则调整表.该方法不仅具有模糊控制的动态性能好、上升时间快和超调小的特点,而且具有PID控制器的鲁捧性好、动态跟踪品质高和稳态精度高的特性.结合实际的温度控制系统,对水的三相点、沸点以及水温进行了测试与控制,得到了实际控制的温度教据.     

基于BP神经网络PID的高速清扫车摆臂控制系统

针对传统清扫车摆臂开环控制系统的动态响应特性不足、抗干扰能力弱,不能适应高速工况下清扫作业,设计了高速清扫车摆臂执行机构和闭环控制系统。为解决BP神经网络(BPNN)存在局部极值、收敛速度慢等问题,提出一种改进BPNN PID算法,其核心是通过主动串联校正,抑制PID前一次输出值u (k-1)对此次输出值u (k)的影响。通过搭建Simulink-AMESim联合仿真模型,研究了高速清扫车摆臂闭环控制系统的阶跃响应、抗干扰能力以及位置跟踪能力。研究结果表明:所改进的BPNN PID控制器能够动态调整PID参数,提高了系统的适应性、准确性和稳定性;改进BPNN PID控制器的抗干扰能力更强,鲁棒性更好,且系统近乎没有超调,超调量为0.5%,仅为PID控制超调量的2.34%,稳定时间0.62 s,相比PID提前了66.31%。     

基于粒子群算法的EPS系统控制策略

电动助力转向控制是EPS系统的基本控制策略。针对EPS系统的稳定性和快速性的要求,通过EPS系统各部分动力学方程,建立了基于MATLAB/Simulink的仿真模型,对常规PID控制和基于粒子群算法的PID控制进行了仿真对比。仿真结果表明：基于粒子群算法的PID控制策略,使EPS控制效果得以改善,系统响应时间快,鲁棒性好,趋于稳定所用时间短,为实现EPS的稳定性和快速性提供了理论依据。     

基于模糊PID的低压铸造液面加压控制系统设计

液面加压控制是保证低压铸造质量的关键。针对传统的PID液面加压系统存在压力波动大且压力曲线重复性差等缺点,提出基于模糊自适应PID的液面加压控制系统,阐述模糊PID控制器的设计方法,介绍基于PLC的该加压系统的软硬件实现方法。该系统在实际应用中取得了较好的效果。     

磁悬浮平台系统的P-Fuzzy-PID控制

磁悬浮平台控制系统是典型的非线性迟滞系统,难以获得精确数学模型,单纯采用经典PID控制或Fuzzy控制难以满足系统的快速性、稳定性、鲁棒性等要求。文章针对磁悬浮平台系统的特点,采用了Fuzzy控制和PID控制相结合的方法(P-Fuzzy-PI),应用比例控制提高系统输出的快速性,应用模糊控制改善系统的动态性能,应用积分控制可以消除静差,使系统稳态性能变好。仿真结果表明用P-Fuzzy-PI方法对悬浮平台进行控制,可以得到理想的控制效果。