巨型模段液壓機(jī)同步控制系統(tǒng)及其魯棒控制的研究.pdf

1、巨型模鍛液壓機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于航空、汽車、船舶、電力工業(yè)等關(guān)鍵部件制造的核心加工裝備，它是一個(gè)國(guó)家國(guó)防工業(yè)及重型機(jī)械制造業(yè)水平和能力的重要體現(xiàn)。巨型模鍛液壓機(jī)具有大慣性、大流量、負(fù)載復(fù)雜多變等特點(diǎn)，加之液壓系統(tǒng)的非線性、時(shí)變性及多缸運(yùn)動(dòng)交叉耦合，以及模鍛件的非對(duì)稱性產(chǎn)生的偏心矩等影響，導(dǎo)致活動(dòng)橫梁在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生傾斜，從而影響到模鍛件的加工成型精度，甚至影響到液壓機(jī)本體和模具的安全，因此，活動(dòng)橫梁的同步控制具有極其重要的意義，這也是自主

2、研制必須突破的瓶頸。
　　本文緊密結(jié)合巨型模鍛液壓機(jī)同步控制的實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題，以滿足我國(guó)國(guó)防、航空航天等工業(yè)對(duì)大型關(guān)鍵模鍛構(gòu)件制造高精度的要求為目標(biāo)，以800MN模鍛液壓機(jī)同步控制系統(tǒng)為研究對(duì)象，綜合運(yùn)用液壓流體力學(xué)、現(xiàn)代控制理論等知識(shí)，在理論建模、計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，查找影響同步控制精度的因素并提出相應(yīng)措施，尋找最佳控制策略，提高液壓同步控制系統(tǒng)的同步跟蹤精度、魯棒性、穩(wěn)定性等，解決傳統(tǒng)的同步控制系統(tǒng)控制精度低、動(dòng)態(tài)響應(yīng)

3、慢、實(shí)時(shí)性差的、抗干擾能力弱的缺點(diǎn)，有效地改善產(chǎn)品的加工精度，并實(shí)現(xiàn)復(fù)雜制造系統(tǒng)確定性平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的自主創(chuàng)新，進(jìn)一步達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
　　本文主要內(nèi)容具體如下:
　　1、以現(xiàn)有300MN模鍛液壓機(jī)同步控制系統(tǒng)為借鑒，針對(duì)800MN模鍛液壓機(jī)同步控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，重新設(shè)計(jì)了新的液壓同步控制方案。
　　2、以鍛件精化制造為目標(biāo)，基于液壓基礎(chǔ)理論和動(dòng)力學(xué)理論，建立了活動(dòng)橫梁運(yùn)行時(shí)同步控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，為研究同步控制系統(tǒng)

4、的控制策略提供依據(jù)。同時(shí)，針對(duì)二種同步控制方案進(jìn)行了對(duì)比仿真，仿真結(jié)果表明:新設(shè)計(jì)的800MN同步控制系統(tǒng)響應(yīng)特性較原方案有較大幅度的改善，響應(yīng)速度和動(dòng)、靜精度均有較大的提高，能滿足當(dāng)前我國(guó)航空航天、國(guó)防軍工、冶金化工、能源動(dòng)力等領(lǐng)域?qū)Υ笮蜆?gòu)件的制造精度與內(nèi)在性能提出的要求。
　　3、研究了影響巨型模鍛液壓機(jī)同步控制性能的因素并提出了解決措施。應(yīng)用MARC軟件，分析了液壓機(jī)本體剛度對(duì)同步控制性能的影響;分析了活動(dòng)橫梁與導(dǎo)向立柱之間

5、的配合間隙以及同步控制系統(tǒng)提供的工作壓力與回油背壓的壓差對(duì)同步控制性能的影響等。為巨型模鍛液壓機(jī)同步控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及控制策略的應(yīng)用提供了參考。
　　4、分別研究了魯棒H∞控制、基于干擾觀測(cè)器魯棒控制及模糊自適應(yīng)魯棒控制在同步控制系統(tǒng)上的應(yīng)用。仿真結(jié)果表明:以上控制策略，可以有效地解決多缸驅(qū)動(dòng)下的巨型模鍛液壓機(jī)被動(dòng)同步控制的問(wèn)題，具有極強(qiáng)的魯棒性，能很好地抑制參數(shù)的不確定性、模型的不確定性對(duì)系統(tǒng)帶來(lái)的影響，能有效抑制外部擾動(dòng)所引起的