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基于电液比例的液压机压力闭环控制研究

吴军强  
【摘要】:液压机作为一种加工工艺设备,被广泛用于各种锻造、热压成型、粉末成型、挤压冲压、超塑性成型、拉拔切剪等机械工业领域,就其控制而言,主要包括压力、速度和位置三类参数的控制,其中压制压力的控制尤其重要,它直接影响着加工产品的质量、生产效率以及泵的功率。但目前国内液压机产品的压力控制系统的稳定性、控制精度和系统响应速度普遍不高,对于设备本身应用要求不高的场合,大多仍使用传统的开关阀式液压机,但随着现代工业的飞速发展及制造领域的细化,对液压机的综合控制性能要求越来越高,传统开关式控制和电液比例单闭环控制的液压机已不能满足当前的需求,在此背景下,本文以四柱式YA32—315型液压机为研究对象,采用了基于电液比例技术的液压机压力双闭环控制系统。具体做了以下研究: 1.分析了四柱式YA32—315型液压机的结构组成及工艺原理,详细阐述了其液压系统的动作过程,在此基础上采用了基于电液比例的压力闭环控制系统对原系统进行改进。 2.针对改进后的液压系统分析需求,分别对电液比例方向阀和电液比例溢流阀的结构原理做了分析,并且设计了两种阀的压力单、双闭环控制系统,在此基础上设计了整个系统的电液比例压力闭环控制。 3.对主控系统压力的电液比例溢流阀进行数学建模得出其传递函数,并分析了PID控制器的传递函数及其压力控制系统的构成原理,在此基础上求出了电液比例压力单闭环和双闭环的控制系统传递函数。 4.依据电液比例压力单、双闭环控制系统的传递函数,用MATLAB软件对其进行了仿真分析。 仿真结果表明采用了双闭环控制的液压机压力控制系统的稳定性和控制精度得到了明显提高,系统的响应速度得以提升,大大提高了液压机的工作效率,使得液压机的综合控制性能得以改善,可以满足当前工业领域的高控制性能的要求。


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