伺服壓力機控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、傳統(tǒng)機械壓力機在沖壓時由于工作模式固定、運動特性單一、工藝適用性較差，無法滿足不同材料、不同沖壓工藝對壓力機滑塊工作曲線柔性可調(diào)的要求。與傳統(tǒng)機械壓力機相比，伺服壓力機利用伺服電機直接驅(qū)動曲柄滑塊機構(gòu)，通過控制伺服電機的轉(zhuǎn)速，可以精確地控制滑塊的位移和速度，從而滿足不同加工工藝的要求。本文對雙點伺服壓力機的同步控制及幾種運動控制方法進行了仿真研究，并根據(jù)工程實際需要，對單點伺服壓力機的運動控制器進行了設(shè)計，提出了新的硬件結(jié)構(gòu)方案。論文的

2、主要研究內(nèi)容如下：
　　 首先，概括了國內(nèi)外伺服壓力機的研究現(xiàn)狀以及伺服控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)。介紹了伺服壓力機的三種常用加工曲線，并對曲柄滑塊機構(gòu)的運動學(xué)和動力學(xué)做出了分析。
　　 其次，研究了該伺服系統(tǒng)的建模方法，通過對實際壓力機的實驗數(shù)據(jù)進行參數(shù)辨識，用最小二乘法獲得各有關(guān)參數(shù)，驗證表明，辨識得到的模型和實際的模型能很好的吻合。表明該方法對伺服系統(tǒng)的建模簡便有效，并接近真實系統(tǒng)。
　　 第三，針對雙點伺服壓力機

3、的同步控制，提出了多種同步控制策略，通過對比各種控制策略的優(yōu)缺點，最終選定交叉耦合同步控制策略，并進行了初步的仿真研究：另外，常規(guī)PID算法常引起快速性與超調(diào)量之間的矛盾，文中引入了非線性PID用于完成伺服系統(tǒng)的控制，通過仿真和在實際系統(tǒng)上的實驗發(fā)現(xiàn)，非線性PID控制器能獲得較快的響應(yīng)和較小的超調(diào)量，并具有一定的自適應(yīng)性；在研究中發(fā)現(xiàn)，壓力機在啟動、停止及速度變化時容易產(chǎn)生沖擊、失步、超調(diào)或震蕩，為了提高加工質(zhì)量和加工效率，文中對加減速

4、控制方法進行了研究，并選擇了易于實現(xiàn)實時控制的S曲線加減速控制方法。
　　 第四，針對前期工程開發(fā)所采用的硬件體系，即單點伺服壓力機控制器在實際調(diào)試過程和現(xiàn)場試用中發(fā)現(xiàn)的問題，提出了新的實現(xiàn)方案，即以工控機和嵌入式運動控制器共同構(gòu)成主從式控制系統(tǒng)，并以緊湊的硬件和重新編制的軟件具體實現(xiàn)了該系統(tǒng)。
　　 最后，新型單點伺服壓力機控制器在實驗室和現(xiàn)場環(huán)境下完成了調(diào)試和初步的驗證工作，不同控制算法的對比運行表明，本文的研究工作