發(fā)布時間：2017-07-04 10:21

  本文關鍵詞：全纖維曲軸鍛造液壓機同步控制研究

  更多相關文章： 全纖維曲軸鍛造液壓機 曲軸彎曲-鐓鍛方法 同步與協(xié)調(diào)控制 解耦控制 模糊PID控制

【摘要】：曲軸是船舶、汽車發(fā)動機的關鍵部件,被譽為柴油機的“心臟”,機械性能良好和可靠性高的大中型全纖維曲軸對船舶、汽車運行的平穩(wěn)性和安全性至關重要。全纖維曲軸鍛造液壓機是生產(chǎn)全纖維曲軸的專用成形裝備,該液壓機的鐓粗雙驅(qū)動液壓缸同步控制性能和鐓粗缸-彎曲缸協(xié)調(diào)控制的性能對全纖維曲軸的成形質(zhì)量和成形效率具有很大的影響,為提高液壓機的同步控制和協(xié)調(diào)控制性能,需重點解決液壓控制系統(tǒng)普遍存在的非線性及負載干擾對控制性能產(chǎn)生的不利影響,本文針對全纖維曲軸鍛造液壓機液壓同步及協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)開展研究工作,研究成果對全纖維曲軸液壓機控制性能的改善具有理論指導和實踐意義。本文研究工作如下:(1)建立NT-R法全纖維曲軸專用液壓機三維本體模型,在分析其組成機構、工藝工程以及液壓控制原理的基礎上,采用機理建模法建立全纖維曲軸鍛造液壓機同步控制系統(tǒng)雙輸入雙輸出的耦合數(shù)學模型以及彎曲系統(tǒng)的數(shù)學模型并搭建其MATLAB/Simulink仿真模型,重點研究電液比例閥的死區(qū)、鐓鍛缸的泄漏對同步控制性能的影響,同時研究同步控制系統(tǒng)在典型負載力下各通道輸出位移的耦合特性。(2)針對同步控制系統(tǒng)中存在的負載力對輸出位移的耦合作用,將同步控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)框圖轉(zhuǎn)化為標準的V規(guī)范耦合對象,采用基于反饋補償?shù)妮斎牒拓撦d干擾全解耦控制方法建立補償解耦環(huán)節(jié)的數(shù)學模型,進行相應的仿真研究,分析該補償解耦方法對同步控制系統(tǒng)解耦的控制效果。(3)針對同步控制系統(tǒng)負載存在偏載力干擾的特點,設計魯棒性好、適應能力強的交叉耦合模糊PID控制器,將其與解耦控制算法相結(jié)合,對同步控制系統(tǒng)在多種類型的偏載力作用下進行仿真研究,分析其同步控制性能;提出基于速度前饋的主從式PID鐓-彎協(xié)調(diào)控制策略,分析彎曲缸與鐓鍛缸的協(xié)調(diào)控制。(4)搭建同步控制系統(tǒng)實驗臺。實驗研究同一型式不同負載力對液壓缸同步誤差的影響;對同步控制系統(tǒng)的耦合特性、交叉耦合模糊PID控制器、基于速度前饋的主從式PID協(xié)調(diào)控制方法進行原理性的實驗驗證,驗證本文的理論以及提出的控制策略的可行性。
【關鍵詞】：全纖維曲軸鍛造液壓機 曲軸彎曲-鐓鍛方法 同步與協(xié)調(diào)控制 解耦控制 模糊PID控制
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG315.4;TP273
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 緒論12-26
• 1.1 課題來源及研究背景和意義12-14
• 1.1.1 課題來源12
• 1.1.2 課題研究背景12-13
• 1.1.3 課題研究的意義13-14
• 1.2 模鍛液壓機發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.3 液壓機同步控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀15-18
• 1.4 液壓機同步控制技術及控制策略研究現(xiàn)狀18-24
• 1.4.1 液壓機同步控制技術研究現(xiàn)狀18-22
• 1.4.2 液壓同步控制策略發(fā)展現(xiàn)狀22-24
• 1.5 論文主要研究內(nèi)容24-26
• 第2章 全纖維曲軸鍛造液壓機數(shù)學建模26-45
• 2.1 引言26
• 2.2 全纖維曲軸鍛造液壓機26-33
• 2.2.1 全纖維曲軸鍛造液壓機鐓鍛原理26-27
• 2.2.2 全纖維曲軸鍛造液壓機結(jié)構分析27-29
• 2.2.3 全纖維曲軸鍛造液壓機工藝過程29-30
• 2.2.4 肘桿機構分析30-33
• 2.3 液壓系統(tǒng)原理圖33-36
• 2.3.1 液壓機的主要技術參數(shù)33
• 2.3.2 液壓機液壓控制系統(tǒng)的選擇33-34
• 2.3.3 液壓系統(tǒng)原理圖設計34-36
• 2.4 全纖維曲軸鍛造液壓機液壓系統(tǒng)數(shù)學建模36-44
• 2.4.1 鐓鍛缸同步控制系統(tǒng)數(shù)學建模36-40
• 2.4.2 彎曲控制系統(tǒng)數(shù)學建模40-44
• 2.5 本章小結(jié)44-45
• 第3章 全纖維曲軸鍛造液壓機同步控制仿真研究45-61
• 3.1 引言45
• 3.2 同步控制系統(tǒng)Simulink仿真模型搭建45-50
• 3.2.1 MATLAB/Simulink軟件簡介45
• 3.2.2 同步控制系統(tǒng)仿真模型搭建45-49
• 3.2.3 彎曲控制系統(tǒng)仿真模型搭建49-50
• 3.3 同步控制影響因素的分析50-55
• 3.3.1 電液比例閥死區(qū)特性50-51
• 3.3.2 執(zhí)行機構參數(shù)特性差異51-52
• 3.3.3 典型負載力下兩通道之間的耦合影響52-55
• 3.4 同步控制系統(tǒng)的解耦55-60
• 3.4.1 同步控制系統(tǒng)V規(guī)范形式轉(zhuǎn)化55-57
• 3.4.2 基于反饋補償?shù)妮斎牒拓撦d干擾全解耦控制57-60
• 3.5 本章小結(jié)60-61
• 第4章 同步控制與協(xié)調(diào)控制策略研究61-77
• 4.1 引言61
• 4.2 交叉耦合模糊PID同步控制器設計61-67
• 4.2.1 交叉耦合模糊PID同步控制器原理61-63
• 4.2.2 交叉耦合模糊PID同步控制器設計63-67
• 4.3 交叉耦合模糊PID同步控制模型的搭建67-68
• 4.3.1 模糊PID控制器的Simulink仿真模型67-68
• 4.4 同步控制系統(tǒng)仿真研究68-72
• 4.4.1 典型負載力作用下同步控制仿真研究69-70
• 4.4.2 復雜負載力作用下同步控制仿真研究70-72
• 4.5 鐓-彎協(xié)調(diào)控制初步研究72-75
• 4.5.1 鐓-彎協(xié)調(diào)控制原理探討72-74
• 4.5.2 鐓-彎協(xié)調(diào)控制仿真研究74-75
• 4.6 本章小節(jié)75-77
• 第5章 實驗驗證77-92
• 5.1 引言77
• 5.2 同步控制實驗臺簡介77-82
• 5.2.1 實驗臺液壓原理及組成77-80
• 5.2.2 實驗臺控制原理及組成80-82
• 5.3 原理驗證實驗分析82-91
• 5.3.1 典型負載力下的液壓缸輸出位移分析82-85
• 5.3.2 同步控制系統(tǒng)耦合特性實驗分析85-86
• 5.3.3 交叉耦合模糊PID同步控制器可行性驗證86-89
• 5.3.4 協(xié)調(diào)控制策略的原理性驗證89-91
• 5.4 本章小結(jié)91-92
• 結(jié)論92-94
• 參考文獻94-100
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務和主要成果100-101
• 致謝101

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本文編號：517417