伺服壓力機(jī)控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、傳統(tǒng)機(jī)械壓力機(jī)在沖壓時(shí)由于工作模式固定、運(yùn)動(dòng)特性單一、工藝適用性較差，無(wú)法滿足不同材料、不同沖壓工藝對(duì)壓力機(jī)滑塊工作曲線柔性可調(diào)的要求。與傳統(tǒng)機(jī)械壓力機(jī)相比，伺服壓力機(jī)利用伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，通過(guò)控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以精確地控制滑塊的位移和速度，從而滿足不同加工工藝的要求。本文對(duì)雙點(diǎn)伺服壓力機(jī)的同步控制及幾種運(yùn)動(dòng)控制方法進(jìn)行了仿真研究，并根據(jù)工程實(shí)際需要，對(duì)單點(diǎn)伺服壓力機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制器進(jìn)行了設(shè)計(jì)，提出了新的硬件結(jié)構(gòu)方案。論文的

2、主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 首先，概括了國(guó)內(nèi)外伺服壓力機(jī)的研究現(xiàn)狀以及伺服控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)。介紹了伺服壓力機(jī)的三種常用加工曲線，并對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)做出了分析。
　　 其次，研究了該伺服系統(tǒng)的建模方法，通過(guò)對(duì)實(shí)際壓力機(jī)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)，用最小二乘法獲得各有關(guān)參數(shù)，驗(yàn)證表明，辨識(shí)得到的模型和實(shí)際的模型能很好的吻合。表明該方法對(duì)伺服系統(tǒng)的建模簡(jiǎn)便有效，并接近真實(shí)系統(tǒng)。
　　 第三，針對(duì)雙點(diǎn)伺服壓力機(jī)

3、的同步控制，提出了多種同步控制策略，通過(guò)對(duì)比各種控制策略的優(yōu)缺點(diǎn)，最終選定交叉耦合同步控制策略，并進(jìn)行了初步的仿真研究：另外，常規(guī)PID算法常引起快速性與超調(diào)量之間的矛盾，文中引入了非線性PID用于完成伺服系統(tǒng)的控制，通過(guò)仿真和在實(shí)際系統(tǒng)上的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，非線性PID控制器能獲得較快的響應(yīng)和較小的超調(diào)量，并具有一定的自適應(yīng)性；在研究中發(fā)現(xiàn)，壓力機(jī)在啟動(dòng)、停止及速度變化時(shí)容易產(chǎn)生沖擊、失步、超調(diào)或震蕩，為了提高加工質(zhì)量和加工效率，文中對(duì)加減速

4、控制方法進(jìn)行了研究，并選擇了易于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制的S曲線加減速控制方法。
　　 第四，針對(duì)前期工程開(kāi)發(fā)所采用的硬件體系，即單點(diǎn)伺服壓力機(jī)控制器在實(shí)際調(diào)試過(guò)程和現(xiàn)場(chǎng)試用中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，提出了新的實(shí)現(xiàn)方案，即以工控機(jī)和嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器共同構(gòu)成主從式控制系統(tǒng)，并以緊湊的硬件和重新編制的軟件具體實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)。
　　 最后，新型單點(diǎn)伺服壓力機(jī)控制器在實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下完成了調(diào)試和初步的驗(yàn)證工作，不同控制算法的對(duì)比運(yùn)行表明，本文的研究工作