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200MN等温锻造液压机恒应变速率控制技术研究

张晓艳  
【摘要】:钛合金等温锻造液压机作为难变形材料成型装备,是航空高性能零件制造所必须的重型机械设备。200MN等温锻造液压机集机械、液压、电气控制于一体,能够完成大型钛合金锻件坯料的棒料鐓粗、制坯、预成型和校正等工艺,是先进的工程技术装备。本文针对国内最新制造并应用于航空锻造行业生产中的200MN等温锻液压机,在钛合金和高温合金等难变形合金的超塑锻造中的恒应变速率控制进行了深入的理论研究与应用实现的探索。首先,建立控制系统模型。通过分析等温锻造液压机的结构及工作原理,结合泵阀控液压缸系统的特点,建立恒应变速率控制的数学模型,运用Matlab软件下的Simulink工具箱搭建系统的控制模型。其次,设计控制策略和仿真分析。设计并搭建采用模糊PID控制算法的Simulink控制器模块,控制器内部使用模糊推理系统编辑器作为调整参数工具。采用负载压力斜坡信号作为输入信号,不断调整比例、积分和微分控制参数,从而得到模糊控制规则,仿真试验检测其动态响应性能。最后,试验测试。考虑液压系统复杂程度,结合电控系统的硬件特点以及控制器运算能力的限制,设计200MN等温锻造液压机的电控系统硬件系统,编写控制程序。根据模糊控制规则建立模糊PID控制器,并现场压制试验,将得到的结果与仿真结果进行对比和分析。本文是对大型等温锻液压机的恒应变控制的应用研究。引入模糊控制和速度闭环等控制理论,采用理论建模研究、仿真分析试验和实际应用相结合的方法,实现了大型钛合金以及高温合金成型工艺中的恒应变控制,提高了大型模锻件的生产制造能力。同时为等温锻造液压机的电液伺服控制策略的应用提供了有价值的可借鉴实例。


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