数控折弯机液压同步控制方法的研究

论文摘要

目前我国中小企业中拥有数量众多的普通液压折弯机,短期内淘汰这些设备而做彻底的更新是不现实的,也是不必要的,比较现实的做法是在现有设备的基础上进行经济型数控化改造。数控折弯机的核心技术是同步控制技术,因此研究同步控制技术对于折弯机数控化有重要意义。作者在查阅大量国内外有关文献的基础上,详细阐述了电液比例技术发展概况、特点、分类和控制策略,并设计同步系统,最后进行了基于比例辅助补偿的同步系统的研究。本文主要研究工作如下：1、设计了基于电液比例技术的折弯机液压同步控制系统,按照系统的各个组成环节建立数学模型,同时得出同步系统的静态方程,单通道子系统运用“等同控制”策略,对同步误差采用“主从控制”策略,并画出了系统的传递函数框图,为后面的理论分析和校正打下基础；2、针对电液折弯机同步系统的特点,根据劳斯稳定性判据对各个子系统的稳定性进行了分析,得出系统稳定性的条件,提高稳定性的物理方案,接着对系统的误差进行了分析,最后系统的误差进行了校正和仿真,得出满足工况的结论；3、采用了PID校正方法,确定了一组PID控制器的最优参数,通过MATLAB/SIMULINK工具箱对系统进行了仿真,仿真结果证明了系统有较好的同步精度；4、研究了比例补偿系统在折弯机中的应用,结合泵控和阀控的优点,运用模糊—PID控制算法进行控制,并建立了模糊控制器,最后通过实验确立了该同步方式的优越性；

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.2 数控折弯机综述
• 1.2.1 国内外折弯机的发展概况
• 1.2.2 液压折弯机关键技术简介
• 1.3 液压同步控制技术综述
• 1.3.1 开环同步回路
• 1.3.2 闭环同步控制系统
• 1.3.3 液压同步控制技术的控制策略及发展
• 1.4 本论文的主要内容
• 第二章 基于电液比例技术的同步系统的设计
• 2.1 电液比例技术的发展概况及趋势
• 2.2 电液比例系统的构成
• 2.3 系统的分类及与伺服技术的比较
• 2.4 基于电液比例技术的折弯机同步系统分析与设计
• 2.4.1 折弯机运动规律
• 2.4.2 折弯机液压系统原理图与工作原理
• 2.4.3 折弯机控制系统
• 2.5 本章小结
• 第三章 折弯机液压同步控制系统建模
• 3.1 计算机控制器环节
• 3.2 电液比例阀方向阀环节
• 3.2.1 比例放大器建模
• 3.2.2 比例电磁铁建模
• 3.2.3 先导滑阀建模
• 3.2.4 主滑阀的建模
• 3.2.5 电液比例方向节流阀传递函数框图
• 3.3 阀控非对称液压缸负载环节建模
• 3.3.1 液压缸连续流量方程
• 3.3.2 液压缸的力平衡方程
• 3.3.3 非对称缸的数学模型
• 3.4 反馈环节建模
• 3.5 同步系统的基本方程
• 3.5.1 主动缸线性状态方程组
• 3.5.2 从动缸线性状态方程
• 3.5.3 折弯机同步系统的静态特征方程
• 3.6 同步系统传递函数方框图
• 3.7 本章小结
• 第四章 折弯机同步系统动态特性分析与仿真的研究
• 4.1 确定各环节参数
• 4.2 系统的稳定性分析
• 4.2.1 稳定性的判定方法
• 4.2.2 主回路子系统的稳定性分析
• 4.2.3 从回路子系统的稳定性分析
• 4.3 系统稳态误差分析
• 1稳态误差分析'>4.3.1 单通道输出量y₁稳态误差分析
• 4.3.2 系统的同步误差
• 4.3.3 系统元件引起的稳态误差
• 4.4 系统的校正与仿真
• 4.4.1 常用液压数字仿真软件简介
• 4.4.2 同步回路系统的偏差校正
• 4.5 本章小结
• 第五章 基于比例补偿液压同步控制方法的研究
• 5.1 比例补偿控制系统设计方案和工作原理
• 5.1.1 系统设计方案
• 5.1.2 阀控补偿系统工作原理
• 5.2 采用模糊控制与PID相结合的控制策略
• 5.3 模糊控制器设计
• 5.3.1 模糊查询法原理
• 5.3.2 模糊控制输入变量的隶属度
• 5.3.3 控制规则表
• 5.4 基于MALAB模糊控制系统的设计
• 5.4.1 构建模糊推理系统
• 5.5 实验与仿真研究
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间的研究成果及发表的硕士论文