精锻机随动控制系统的设计

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精锻机以其加工精度高、成材效率高、节能环保、安全性高等特点在锻造工业领域中具有重要的作用,尤其是在加工一些管形和柱形特钢材料方面,精锻机比传统锻造工艺具有明显的优势,在火车车轴、军事武器等国民经济和国防事业中的作用日趋显著。然而我国的精锻机事业仍然较为落后,长期以来以进口以及改造国外产品为主,近些年也陆续开始生产自己的精锻机产品,但是许多核心技术仍然亟待解决,还需大力发展精锻机事业,提高我国自主生产精锻机的水平。本文介绍了精锻机的工作原理,介绍了精锻机控制上的结构化分,阐述和分析了精锻机工作时轴向的运动方式,量化计算了轴向运动轨迹,根据精锻机的工作特点,提出了位置控制+随动控制的精锻机轴向控制方法。在位置控制环节,采用“分段减速控制”的方法,对位置行程进行量化分级,根据推送长度计算出减速比和减速节点坐标,得出位置-时间控制曲线。在随动控制环节,根据精锻机执行机构的特性,建立控制器传递函数模型,采用常规PID控制方式,利用matlab自带的simulink工具箱搭建控制器回路,仿真并调试出合适的PID参数,对现场实际中遇到的问题做理论分析,解释了现有精锻机故障问题的原因,得出常规PID在精锻机随动控制中的不足之处和改进措施。针对精锻机工作时的阶段性和快速性要求,提出了对控制器参数的整定要求,选用模糊控制的方式对PID做在线自整定,根据精锻机的误差要求,提出了PID参数整定的规则,利用simulink工具做系统仿真实验,将PID与模糊PID做仿真比较,得出的结果有明显改善,同时根据工程实际中可能遇到的问题进行了极端性的验证,结果表明所设计的控制方法能够满足精锻机的控制要求,最后总结出精锻机轴向控制的控制流程。
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