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基于模糊滑模算法的四缸等温锻造液压机同步控制方法研究

韩金运  
【摘要】:随着航空航天技术和汽车工业的飞速发展,我国对锻造精度高、速度快、自动化水平高的等温锻造液压机的需求越来越多。由于当前等温锻造液压机的工作原理大多是通过多缸驱动同一横梁压制坯料变形而获得锻件,这就对多液压缸在驱动过程中的同步性有了极高的要求。因此,对多液压缸系统同步控制算法的研究就变得越发重要。近些年来,随着智能控制算法以及各种复合控制算法的研究受到重视,为解决多液压缸同步问题提供了新思路。本文针对YH10-4000型等温锻造液压机的四缸同步控制展开研究,设计了一套基于模糊控制和滑模变结构控制相结合的控制方法,主要研究内容如下:(1)通过对等温锻造液压机活动横梁数学建模来分析横梁在运动过程中出现不同步现象的原因,根据设计要求分别对四缸等温锻造液压机的液压系统以及控制系统展开设计。(2)通过对液压同步系统中的电液比例阀以及阀控非对称液压缸进行动态性能分析,建立电液比例阀以及阀控非对称液压缸的数学模型,确定相关的参数,推导出了单通道电液伺服系统的传递函数。根据系统的阶跃响应图,可以很明显看出系统存在较大的振荡。为了改善系统的稳定性,还需要加入校正环节。(3)在校正环节控制算法的选择上,分别介绍了滑模变结构控制和模糊控制两种方法,二者在控制效果上均存在一定的不足。本章设计了一种模糊控制和滑模变结构控制相结合的控制方法,利用模糊控制来补偿滑模变结构控制的输出量,有效改善了滑模变结构的控制效果。(4)分别在AMESim和Simulink中建立液压和控制系统模型,利用AMESim和Simulink的联合仿真功能对系统进行仿真。结果表明本文所设计的模糊滑模变结构控制方法具有较好的控制精度以及抗干扰性能,取得了满意的控制效果。


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