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变值成形板簧轧机液压伺服系统的模糊控制与仿真

2020-12-11阅读(857)

变值成形板簧轧机液压伺服系统的模糊控制与仿真

论文摘要

在国内汽车工业快速发展的今天,汽车变截面板簧的应用越来越多,需求量也日益增多。但由于国内生产工艺的限制,多采用传统的轧机对板簧多次加热反复轧制,多次修边切整,导致板簧的生产精度不高,易破坏板簧的金属的组织性能,产量较高,生产成本较高,效率低下。针对这一情况,本课题采用了一类新型的一次成形板簧轧机能够利用变值成形技术生产变截面的板簧,但是必须要求轧机能够稳定控制多个轧辊的协调运动,使坯料经过一次轧制后得到理想的变截面形状的板簧。本文的主要内容包括：一、本文对工件变值成形工艺进行了分析,研究了变值成形工艺设备的理论要求,根据实际生产设备与技术提出单道次一次成形板簧变值成形工艺,并采用了现在比较新的V-H单道次变值成形设备。二、对该轧机中控制部分所采用的电液伺服控制系统各个元件进行设计,设计了一次成形板簧轧机电液伺服系统的原理图并建立了数学模型,根据实际应用的特点,对该数学模型进行了简化。三、针对V-H变值成形轧机的V轧部分两轧辊需要得到协调运动控制的问题,采用了液压同步控制技术。在分析同等方式、主从方式和耦合方式的优缺点的基础上选用主从式同步控制方式控制V轧系统运动。并分别建立了主从式的和同等式的同步控制系统模型图,进了相应的仿真实验验证。四、针对板簧变值成形电液伺服控制系统的结构特点,分别采用传统PID控制、常规模糊控制和模糊PID对液压伺服系统进行控制与仿真实验,比较三种控制方法的优缺点,最后采用模糊PID算法来智能控制板簧变值成形电液伺服系统；实验仿真结果表明,V-H单道次一次成形工艺的理论可行性,可以满足控制精度的要求。模糊PID控制策略能够有效地控制电液伺服系统的运行,比PID控制和单纯的模糊控制更具有抗干扰能力、稳态性能好、跟随性好。采用主从同步控制方式能有效控制V轧两立辊协调同步运动,有效减少同步误差,提高同步跟随性能。基于模糊PID的板簧变值成形电液伺服控制系统的研究具有较大的理论价值和实际指导意义,可以提高变截面板簧的生产效率和生产质量,增强板簧产品在同行业中的竞争力。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1 变值成形板簧的生产现状
  • 1.2 液压伺服控制系统
  • 1.2.1 液压伺服控制系统的组成与工作原理
  • 1.2.2 液压伺服控制系统的分类
  • 1.2.3 液压伺服控制系统的特点
  • 1.3 液压伺服系统的智能研究
  • 1.4 课题来源及主要研究内容
  • 第二章 变值板簧成形工艺分析
  • 2.1 变值成形板簧的结构特征
  • 2.2 变值成形原理与工艺
  • 2.3 一次成形单道次板簧变值成形工艺的介绍
  • 2.3.1 一次成形单道次板簧变值成形工艺
  • 2.3.2 一次成形单道次板簧变值成形设备
  • 2.3.3 一次成形单道次板簧变值成形设备的工作过程
  • 2.3.4 一次成形单道次板簧成形理论基础
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 变值成形板簧轧机电液伺服系统的设计与同步控制
  • 3.1 变值成形板簧轧机电液伺服控制系统的原理
  • 3.2 变值成形板簧轧机电液伺服控制系统的数学模型
  • 3.2.1 电液伺服阀的数学模型
  • 3.2.2 液压缸和轧辊的数学模型
  • 3.2.3 测厚编码器的数学模型
  • 3.2.4 伺服放大器的数学模型
  • 3.2.5 元件的选型与参数确定
  • 3.2.6 系统数学模型
  • 3.3 电液伺服控制系统的同步控制原理
  • 3.3.1 液压同步控制的原理及概念
  • 3.3.2 液压同步控制系统分类
  • 3.3.3 伺服同步回路
  • 3.4 电液伺服控制系统的同步控制策略
  • 3.5 同步控制系统的方框图
  • 3.6 本章小结
  • 第四章 轧机液压伺服系统控制策略的研究
  • 4.1 PID控制器的组成及特点
  • 4.1.1 传统PID控制器的原理与组成
  • 4.1.2 PID控制器的特点
  • 4.2 模糊控制的原理与特点
  • 4.2.1 模糊控制的原理
  • 4.2.2 模糊控制的主要特点
  • 4.2.3 模糊控制的基本形式
  • 4.3 神经网络控制系统
  • 4.3.1 神经网络控制的原理
  • 4.3.2 神经元的结构
  • 4.3.3 PID神经网络原理
  • 4.4 模糊PID的原理与特点
  • 4.4.1 模糊PID基本原理
  • 4.4.2 模糊PID控制的特点
  • 4.4.3 模糊PID控制规则的确定
  • 4.5 基于模糊控制的变值成形板簧轧机电液伺服控制系统设计
  • 4.6 本章小结
  • 第五章 单道次板簧轧机的电液伺服控制系统仿真
  • 5.1 模糊控制器的设计
  • 5.1.1 语言变量和模糊集的选择
  • 5.1.2 模糊规则
  • 5.1.3 反模糊化
  • 5.2 基于模糊控制的V轧成形电液伺服控制系统仿真
  • 5.2.1 V轧电液伺服控制系统的仿真模型建立
  • 5.2.2 仿真结果与分析
  • 5.2.3 V轧成形电液伺服系统的同步控制仿真
  • 5.3 H轧成形电液伺服控制系统仿真
  • 5.4 本章小结
  • 第六章 总结与展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 在学期间公开发表论文及著作情况

    • 相关论文文献

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