復雜模鍛系統(tǒng)建模與運行性能分析.pdf

1、航空航天技術(shù)的發(fā)展依賴于大型高性能整體式鍛件，該類鍛件的高精度成形制造要求大型模鍛裝備必須具備穩(wěn)定運行的能力。而大型模鍛壓機裝備是一個復雜的大慣量機電液耦合系統(tǒng)，其鍛造過程中的油源脈動、非線性摩擦與強非線負載極易導致速度震蕩，甚至爬行。為此，本文圍繞大慣量模鍛裝備的建模、運行性能分析與穩(wěn)定性控制展開研究，主要研究內(nèi)容如下:
　　1)推導了大型模鍛壓機的速度近似模型。首先，建立了包含非線性負載力、摩擦及非線性液壓系統(tǒng)的大型模鍛壓機運

2、動模型。但該模型呈強非線性特征，無法解析求解，而對其進行數(shù)值求解將無法推導出普適性的運動規(guī)律。為此，本文提出了大型模鍛壓機的速度近似求解方法，通過數(shù)學變化獲得了標準的振動方程，在此基礎(chǔ)上，借助非線性強迫振動理論，推導了系統(tǒng)速度的近似解。實驗結(jié)果表明，該近似速度的具有很好的逼近精度，為大型模鍛壓機的動態(tài)性能分析提供了基礎(chǔ)。
　　2)揭示了大型模鍛壓機運行性能。由于速度近似模型中包含由微分方程決定的參數(shù)，給大型模鍛壓機運行性能分析帶來

3、了極大的困難。為此，通過對速度方程的分析，找到了速度能解析求解的條件，獲得了該條件下的大型模鍛壓機穩(wěn)定運行、振動與爬行的條件。對不滿足速度解析求解條件的工況，通過對速度方程的收斂性、平衡位置分析，揭示了它的振動與爬行的條件。仿真和實驗均表明這些規(guī)律的正確性，為大慣量裝備穩(wěn)定運行控制提供了理論依據(jù)。
　　3)建立了復雜模鍛全過程的控制策略。針對模鍛系統(tǒng)運動規(guī)律復雜，系統(tǒng)模型在全鍛造過程時變特點，提出了鍛造過程的多模型控制策略，該策略