复合材料液压机四角调平控制系统设计

为了满足复合材料液压机快速性和高精度的要求,为复合材料液压机设计了被动式四角调平液压控制系统,并着重从液压四角调平控制系统方面进行了设计选型。调平过程利用4个高响应比例伺服阀控制的布置于基座四角的调平缸的回油流量实现。在AMESim中的仿真是基于复合控制策略的PID控制算法进行的,以实现四角调平功能。     

基于PLC的复合模糊控制在液压伺服同步控制系统中的应用

针对液压机四角调平控制的要求,提出一种基于PLC的PID 模糊控制的复合算法,其中模糊控制器和PID调节器都通过PLC来实现,这样既保留PLC控制系统控制灵活、可靠、抗干扰能力强等特点,又大大提高了控制系统的智能化程度.实践结果表明:该系统同步控制精度高、适应性好、抗干扰能力强、鲁棒性好.     

开关型被动式调平系统设计及其应用

采用三级压力调节插装式溢流阀取代多个伺服比例阀进行调平同步控制，设计一种开关型被动式四角调平系统，降低同步控制硬件成本。将此系统应用于HET4000D型号复合材料全自动液压机上，测试结果表明：活动梁在20 mm/s的加压速度下，四缸的同步误差为0.25 mm，即活动梁的平行度为0.068 7 mm/m，此设计系统可满足平行度需控制在0.1 mm/m内的行业标准要求。     

复合材料液压机四角调平缸支撑结构的优化

四角调平的设计对整个压机的精度具有决定性的影响,本文对调平系统进行可行性分析,文中对复合材料液压机的四角调机构进行了数值模拟,对四角调平支架结构进行有限元分析,并对四角调平的支撑机构进行了结构优化。对改进后的调平支架结构进行模拟分析,模拟结果表明该调平缸支架结构可以可靠保证系统的准确调平。     

免疫PID算法在10-2000型等温锻造液压机中的应用研究

针对某型号等温锻造液压机滑块速度的控制要求,提出基于免疫控制的PID算法,设计出免疫PID控制器并应用于等温锻造机的滑块速度控制中,仿真结果和系统实际运行效果表明:免疫PID控制性能要优于传统PID控制,具有较高的控制精度和较强的鲁棒性,且满足等温锻造液压机滑块速度的控制要求。该技术已成功应用于大型数控薄板冲压液压机的控制系统中。     

等温锻造液压机的四角调平控制系统

介绍了等温锻造液压机在等温锻造时的一种四角调平控制方案,通过现场等温锻造验证,表明该设计方案在等温锻造的四角调平控制中是行之有效的。     

基于二级控制器的重型锻造液压机同步控制

为了提高重型锻造液压机同步控制精度,分别设计了由内环压力控制和外环位置控制级联的二级控制器。建立了多缸单动液压机压力动态模型和滑块位置动态模型;对于内环压力控制器,构造了李雅普诺夫函数,解算了油腔压力控制率;对于外环位置控制器,由于液压系统负载具有不确定性,设计了不确定负载的自适应控制系统,通过构建位置跟踪子系统的李雅普诺夫函数,解算出自适应控制率,同时估计出负载值,通过控制分配方法将自适应控制率转换为各油腔油压期望值。经仿真验证,设计的二级控制器对恒定的不确定负载可以实现无误差估计,在1 s内实现高精度调平,调平误差控制在1. 6×10~(-5)rad以内,1 s内实现对滑块位移的跟踪,且位移误差在1. 5×10~(-4)m以内。     

重型液压机执行器自适应滑模容错控制

为了提高重型液压机在执行器故障情况下的容错控制能力和控制精度,设计了自适应滑模容错控制器。建立了5缸液压机的滑块动力学模型和液压缸压力动态方程。使用积分滑模控制设计了3个子系统虚拟控制律;使用伪逆法实现了控制分配;在执行器故障情况下,在积分滑模控制基础上,提出了自适应补偿策略,从而给出了执行器故障情况下可以实现的虚拟控制律;使用分散滑模控制将虚拟控制律转化为伺服阀控制律,并证明了自适应滑模容错控制器具有Lyapunov意义下的稳定性。经仿真验证,在单个执行器故障或多个执行器故障的情况下,自适应滑模容错控制器能够将调平误差控制在2×10^-4rad内,位移跟踪误差最大为0.0111 m,体现了执行器故障情况下极高的调平和跟踪精度,也体现了自适应滑模容错控制器具有很好的鲁棒性。     

双缸四柱液压机同步控制系统的研究

针对某双缸四柱液压机位移同步控制的功能要求,设计一种可以实现双缸四柱液压机位移同步控制的液压系统。结合双缸四柱液压机位移同步控制方法与策略,提出采用能满足系统稳定性和鲁棒性要求的分数阶PID控制策略对其进行位移同步控制。运用AMESim和Simulink对双缸同步液压系统进行建模,对比分析了分数阶PID与常规PID对液压缸运动控制的动态效果,得到了该液压系统中液压缸活塞杆位移、速度等曲线。仿真结果表明:分数阶PID控制器具有较强的抗干扰能力和较好的鲁棒性,验证了所设计的双缸四柱液压机位移同步控制的液压系统具有良好的工作性能。     

基于动态分配的多缸驱动承载平台的调平控制

针对多缸承载平台的高精度快速调平问题,综合考虑多个活塞缸驱动承载平台系统中的偏心矩、缸内摩擦、泄漏的不确定性及油液缓慢时变特性,提出将多级自适应控制与动态控制分配相结合,保证平台质心位置不变实现高精度快速调平。对活塞缸存在的输出力约束及调平过驱动问题,采用能量最小化且考虑输入约束的动态控制分配方法,并以有效集算法进行求解,实现各活塞缸受力的合理分配。车载快速调平仿真实例表明,所设计的控制器能有效实现车载平台的高精度快速调平。该控制策略为解决多活塞缸驱动承载平台的调平控制问题提供了理论依据及实践参考。     

10MN/16MN数控高性能拉深液压机液压系统研究

介绍了提高双动拉深液压机高性能的关键液压技术.分析了影响液压机快速平稳运行和压边滑块四角调平的原因,并对其液压回路分别进行了研究.解决了双动液压机速度慢和精度低等技术难题,有效提高了生产频率和综合性能.     

基于PLC与PID自整定算法的高精度调平系统设计

为了提高自动调平系统的精度和调平效率,设计出一种以伺服电机和PLC控制器为系统主要组成,并采用基于位置控制的快速粗调平结合以角度为被控量的PID自整定的精调平算法,来达到高精度且适用性强的机电式调平系统。通过搭建实验平台和LABVIEW监控结果证明,PID自整定算法可以很好地使用在角度闭环控制中。证明该设计系统能达到高精度和高效率的调平要求,对同类系统的设计具有很好的参考价值。     

多缸液压机的模糊自整定积分分离PID同步控制北大核心CSCD

为了减小多缸液压机对给定位移的跟踪误差和液压缸之间的同步误差,设计了相邻交叉耦合模糊自整定积分分离PID同步控制器。以液压阀的阀控电压为控制量,以活塞杆位移为输出量,建立了同步控制系统的动力学方程。选择相邻交叉耦合同步控制方案作为基础方案,将积分分离PID控制与模糊理论相结合,提出了模糊自整定积分分离PID控制方法。仿真结果表明:从超调量、调节时间、同步误差的角度讲,相邻交叉耦合同步控制的效果优于主从同步方案和同等同步方案,模糊自整定积分分离PID控制优于模糊PID控制。经3000 kN液压机控制实验验证,在最大负载为270.4 kN的情况下,液压机压制过程的超调量为3.2%,最大同步误差为0.17 mm,说明设计的控制器具有较好的同步控制效果。     

63MN锻造液压机控制系统的研制

开发了具有热模锻和等温锻功能的63 MN锻造液压机的控制系统.下位机采用西门子S7-300与trio控制器相结合的方案,由trio控制器实现微速及同步调平控制的核心算法,西门子PLC完成工作台、电液操作、动力系统、润滑系统以及安全系统的控制,上位机采用WinCC编程实现设备运行状态、参数设置、故障监控等功能.运行实践表明,该系统等温锻工作速度控制在0.02～0.5 mm·s~(-1),热模锻工作速度控制在0.50～10 mm·s~(-1),调平精度小于0.05mm·m~(-1).     

钻机平台单通道液压调平支腿的控制分析

由于钻机平台单通道液压支腿控制性能对整个调平系统有影响,提出在钻机平台现有控制方法基础上,对各个液压支腿串联设计单通道控制器,以减少系统调平时间;同时,针对钻机平台单通道液压支腿进行控制器的设计,针对存在的负载干扰不确定性、模型非线性等因素,建立单通道液压支腿非线性仿真模型,设计模糊自适应PID控制器并进行仿真研究。通过Simulink仿真分析,得出在设计的模糊自适应控制作用下,单通道液压支腿能快速跟踪输入信号,相比于常规控制方式,提升了调平支腿对全局控制器输入控制信号的跟踪速度,并将控制误差减小一半,有利于提升整体调平系统的调平速度,为钻机平台调平系统的改进提供了参考。     

高速多工位液压机滑块主动纠偏系统研究

针对高速多工位液压机滑块在偏载力作用下出现的运动不同步问题,对比分析3种常见的液压机滑块主动纠偏方案,并根据高速多工位液压机的要求,以高频响伺服阀为核心,设计滑块主动纠偏装置,搭建HNC快速主动纠偏控制系统,并进行液压机偏载实验,绘制了滑块两侧位移曲线。结果显示,在4 MN·m偏载力矩的作用下,其同步平衡系统精度达±0.133 mm/m,调节时间小于0.6 s,最大动态偏差小于0.350 mm/m,满足高速多工位液压机主动纠偏系统要求。     

模锻液压机力偶调平系统建模和最优控制

通过对200 MN模锻液压机力偶调平方式的分析,建立了其力偶调平系统的非线性模型。根据模型中存在的非线性和不确定扰动的结构特点,提出了线性二次型最优控制与反馈线性化方法相结合的双闭环控制策略,并设计了扰动估计器来抑制扰动的影响,实现液压缸的同步控制。仿真对比实验表明,该控制策略优于传统的双闭环PID控制,使调平系统获得更高的调节速度和精度,可使模具准确压合,提高锻件质量,降低废品率,为实际加工过程中的调平控制提供理论依据。     

基于模糊PID控制的电液比例阀控缸系统泄漏补偿研究

为解决电液比例阀控缸系统存在的系统死区非线性因素、液压缸泄漏的问题，搭建了基于AMESim和Simulink联合仿真的电液比例阀控缸系统模型，对是否考虑泄漏的阀控缸系统影响其动态特性的主要因素进行联合仿真分析；针对阀控缸系统存在的问题设计了模糊PID控制器，得到液压缸活塞位移与泄漏量之间的关系以及对系统性能的影响规律，与传统PID控制器进行仿真实验对比。结果表明：模糊PID控制器在解决系统非线性影响因素、液压缸泄漏等问题中具有良好的效果，控制响应速度更理想，且系统无超调、无振荡、鲁棒性强。     

基于遗传算法优化的模糊PID在粉末液压机伺服系统的应用研究

CNC粉末冶金液压机电液伺服系统具有时变性、易受干扰等特点,运用常规的PID控制难以达到满意的控制效果.运用模糊PID控制实现对PID参数的在线自适应整定,提高了PID控制器对电液伺服系统的调节控制能力.为了进一步提高模糊PID控制器的控制性能,采用遗传算法对模糊PID控制器的初始PID参数和比例因子进行了优化.仿真结果表明:基于遗传算法优化的模糊PID控制器在CNC粉末冶金液压机电液伺服系统的控制中具有良好的自适应性、鲁棒性和稳定性.     

BP神经网络PID控制对液压控制系统的改进

闭式压力机的滑块在与工件接触过程中需要精确的位移控制,基于闭式压力机液压伺服系统的大惯性、时变性、高度非线性以及无法获得相对精确的数学模型等特点,单纯的PID控制器很难达到理想的控制效果。将BP网络与传统PID控制器结合,通过实时检测滑块在不同时刻的实际值、设定值和误差值,利用神经网络的在线自学习能力,在线调整PID参数KP、KI、KD,实现PID参数的最优组合,而且能够实现比较精确的滑块位移控制,控制性能明显优于传统PID控制器。通过仿真曲线对比分析可知,BP神经网络PID控制器对液压伺服控制系统的改进是非常有效的。