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。     

巨型锻模液压机主动同步系统的鲁棒控制研究

基于经典理论的巨型模锻液压机多缸同步驱动控制系统对系统参数变化抑制小,鲁棒性差,当系统的参数发生大变化时,系统的同步误差达不到系统设计所需要求;在实际工况中,参数的摄动不可避免.为增强系统的鲁棒性,笔者在对某巨型模锻液压机多缸驱动系统进行模型分析的基础上,设计了鲁棒控制器.仿真结果表明:即使在参数有较大摄动情况下,系统...     

锻造液压机双缸同步控制系统研究

针对锻造液压机双缸同步系统控制精度不足的问题,提出了一种采用误差反馈的同步控制结构。在建立同步控制系统数学模型基础上,对传统的串联型和并联型同步控制结构进行改进,并利用遗传算法对系统中PID控制器参数进行优化分析。最后将该控制结构仿真结果与串联型、并联型控制结构仿真结果进行对比,研究结果表明:在最大同步误差、达到稳态同步误差的调整时间等方面,采用误差反馈的同步控制结构均优于传统的串联型、并联型控制结构,能够满足锻造液压机同步控制性能要求。     

分段插值算法在注塑机背压控制中的应用

注塑机螺杆在回退储料过程中,要求回油背压尽可能低且稳定。市面上的PQ阀和比例溢流阀的起调压力普遍偏高,很难实现零背压控制。为了实现极低背压控制的目的,设计了一种基于分段插值算法的注塑机背压控制系统,分析了根据注射油缸回退速度和设定回油压力调节比例换向阀开度控制回油背压的原理公式;根据公式得到以流量和压力为坐标的表格;再根据流量曲线斜率对表格进行分段插值,斜率较大时采用拉格朗日插值,曲线平稳时采用最邻近插值,从而减少了表格的数据容量;通过联合仿真对算法进行了验证,结果表明,该系统最低背压小于0.1 MPa,压力精度达到0.005 MPa,接近闭环的控制性能,具有较大的实用价值。     

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。     

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。     

四柱式液压机双缸“串并联”同步控制结构研究

为提高四柱式液压机同步控制系统控制精度,在建立系统数学模型基础上,利用蚁群算法优化了系统中PID控制器参数。基于“串联型”和“并联型”同步控制结构在MATLAB/Simulink中进行了仿真研究,为了验证两种同步控制结构的实际控制性能,在四柱式液压机试验台上进行了试验研究。结果表明:“并联型”同步控制结构相比“串联型”同步控制结构最大同步误差减小了80.649%,稳态同步误差减小了30.303%,可以看出“并联型”同步控制结构对于最大同步误差和稳态同步误差的控制效果优于“串联型”同步控制结构,因此,“并联型”同步控制结构更能满足四柱式液压机对于双缸同步控制精度的要求。     

基于改进粒子群算法的双液压马达同步控制策略

为提高双液压马达同步控制系统的同步控制精度,消除由于两组阀控马达系统的差异导致的同步误差,提出采用压力反馈的共反馈同步误差校正同步控制策略。同时采用一种改进的粒子群优化算法用于寻找同步控制系统的最优PID控制系数。这种改进的粒子群算法引入遗传算法中的交叉和变异操作提高传统粒子群算法的寻优性能。在考虑传动轴刚度的情况下,建立双液压马达同步控制系统的数学模型。进一步的仿真与试验结果表明,基于压力反馈的同步控制与改进的粒子群算法相结合的复合控制策略,能有效减小系统系统超调与同步控制误差,提升系统响应速度。研究成果为改善粒子群算法的寻优性能以及提升马达同步控制系统的动态响应性能与稳态精度提供了理论指导。     

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。     

快锻系统压力位移复合控制节能研究

针对锻造液压机普通电液比例阀控系统快锻工作过程中,系统定压输出、回程缸背压腔压力过大,系统传动效率低的问题,提出了一种基于压力位移复合的控制策略,在保证控制精度的前提下,同时进行了回程缸背压腔压力控制和泵口压力负载敏感控制。通过建立液压机压力位移复合控制的整体数学模型,对其节能机理进行了研究,并分析了影响其节能效果的两个重要因素--回程缸背压腔压力pb和泵口与工作腔压力差值Δp。实验结果表明,基于压力位移复合控制的液压机快锻系统加载时系统位置误差达到1.5mm,与传统的电液比例阀控系统相比,装机功率降低至传统电液比例阀控系统装机功率的52.3%,功耗也降低为普通比例阀控系统的49.2%。     

双锻造操作机大车行走系统控制方法探析

双锻造操作机配合压机联动完成大型高精长轴类锻件的锻造,可以有效提高锻造效率,提升锻件品质。针对双操作机夹持锻件同步行走控制难题,以燕山大学的两台20 kN锻造操作机为研究对象,综合考虑了吊挂系统、大车行走机械和液压系统的特点,搭建了双锻造操作机大车行走系统的数学模型。在此基础上,仿真研究了独立反馈位置同步控制方法、位置速度复合独立反馈同步控制方法和位置速度复合状态差值校正同步控制方法对双操作机大车行走系统控制特性的影响。仿真结果表明,对于动力性能差异较大的两台重载机械手,基于位置速度复合状态差值校正同步控制方法的控制效果最为理想,同时设定操作机A和操作机B的给定位移200 mm、加速度1000 mm/s2时,双操作机大车行走系统的动作响应时间为105 s,同步位置误差为［-0.28 mm,0.02 mm］。研究结果可为双锻造操作机控制提供技术支撑和理论指导,对于提升锻造产品质量和实现锻造生产线的智能控制具有重要意义。     

快锻液压机速度位置复合控制特性仿真研究

为提高快锻液压机的控制精度与响应速度，在传统锻压机四通道负载口独立控制与位置闭环控制原理的基础上，提出快锻液压机速度-位置复合控制策略。根据给定的目标位置和运行速度，结合锻压机实际工况，设计出期望的位移曲线，利用速度位置复合控制策略，实现锻压机活动横梁按照所设计的位移曲线运行，并在接近上下顶点时精确定位。分析了锻压机的四象限工作特性，建立了锻压机液压系统理论模型，并在此基础上，搭建了锻压机机液联合仿真模型，仿真研究结果表明：采用速度-位置复合控制系统，使锻压机的活动横梁能够无滞后地按照设计的位移曲线与速度曲线运行并实现了高精度定位，定位精度能够达到0.3 mm之内；随着加压工进行程的减少，定位精度逐渐提高。     

300MN模锻水压机分配阀主阀开启力动态特性

300MN模锻水压机分配阀的主阀开启力很大,开启力动态特性影响水压机控制精度。采用解析法建立水路系统动力学模型、框架系统动力学方程、动梁动力学方程、锻压行程主阀阀口压力差动态模型,最后建立水压机动梁驱动系统及主阀开启力动态机液耦合模型。基于MATLAB中SIMULINK仿真和现场试验研究表明,主阀开启力巨大且开启瞬间巨幅瞬变振荡,第一次振荡幅度巨大,随后振荡幅度迅速减小。开启度越大,开启力振荡时间越长。所以,必须采取相应控制策略确保水压机压制过程控制精度,并对分配阀芯的驱动机构进行优化设计。     

自由锻造液压机控制策略

自由锻造液压机工作压力高、换向频繁,须要对大运动惯量部件进行平稳和精确控制,难度很大,现有控制方法无法很好地解决这一难题。通过研究自由锻造液压机工作特性,提出一种应用于自由锻造液压机的预测型多模式模糊控制策略。对液压机的不同区段分别进行模糊速度、位置和Bang-Bang控制,获得较高的快速性、平稳性和定位精度;使用预测算法,解决液压系统执行机构存在的动作滞后和惯性对控制特性与控制精度的影响。应用预测型多模式模糊控制策略,以减少液压机动作滞后的影响,使自由锻造液压机活动横梁的控制精度达到±1 mm,最高锻造次数达到120次/min,系统的液压冲击和主机振动也得到有效控制。     

开式变量泵控油压机系统控制特性研究

为解决大功率自由锻造油压机高能耗的问题,设计了一种开式变量泵控油压机系统。采用ADAMS和AMESim建立了开式变量泵控油压机系统联合仿真平台,对其常锻工况和快锻工况的控制特性进行了仿真研究。基于600kN锻造油压机实验平台,对其常锻工况和快锻工况的控制特性进行了验证,并将验证结果与仿真结果进行了对比。研究结果表明:开式变量泵控油压机系统能够满足技术要求,即常锻时操控性好,卸压无冲击,运行平稳;快锻（锻造频次80次/min）时,位置控制精度小于1mm。     

溢流补偿型液压位置保持系统的研究及应用

提出了一种创新的溢流补偿型液压位置保持系统技术方案。在进油补偿液压位置保持系统的基础上,增加了对位置偏移时液压缸非压缩腔的溢流控制,使系统可以通过降低非压缩腔的压力来获得更大的压差。研究结果表明,在受到相同干扰外载的影响时,系统响应速度和控制精度得到了大幅提高,而需要的供油压力和流量减少,有利于降低投资成本,减少能耗。实际应用于大型模锻水压机同步平衡系统表明,系统性能优异,具有很高的工程推广价值。     

高压、超大流量液压系统卸压技术的应用

该文分别对节流、比例阀、三级组合逻辑阀卸压的技术进行了比较分析,提出了在高压、超大流量液压系统的油缸、管道、泵口等压力能集聚区采用基于PLC控制的小流量多点快速卸压技术,有效地解决了使用工况恶劣、油液易污染的情况下大型锻造液压机在回程换向时的液压冲击,缩短了换向时间,提高了工作频次。     

快速锻造液压机组蓄能器回程系统特性研究

针对快速锻造液压机组回程系统中蓄能器选用缺乏理论支持的问题,以10 MN快速锻造液压机组回程系统为例,运用AMESim软件分别对含气囊式蓄能器和含活塞式蓄能器的快速锻造液压机组回程系统进行仿真分析和试验研究。仿真结果表明：含活塞式蓄能器的快锻压机回程系统比含气囊式蓄能器的快锻压机回程系统的锻造频次高1.2倍;含气囊式蓄能器的快速锻造液压机组回程系统在回程缸回程时,其响应时间比含活塞式蓄能器回程系统的响应时间少20 ms,但在主机下压时,结束时间比含活塞式蓄能器回程系统响应时间滞后100 ms;含气囊式蓄能器的回程系统回程缸进口流量波动幅较大。在满足压机回程压力的前提下,通过不同初始充气压力、不同蓄能器容积对含活塞式蓄能器的快锻压机回程系统的试验,结果表明仿真与实测结果基本一致。