CN115126733B - 一种锻造液压机的多缸动态协调控制系统及控制方法 - Google Patents

一种锻造液压机的多缸动态协调控制系统及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115126733B
CN115126733B CN202210759028.8A CN202210759028A CN115126733B CN 115126733 B CN115126733 B CN 115126733B CN 202210759028 A CN202210759028 A CN 202210759028A CN 115126733 B CN115126733 B CN 115126733B
Authority
CN
China
Prior art keywords
angle
speed
cylinder
moment
last
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210759028.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115126733A (zh
Inventor
计鑫
潘高峰
王鑫
郝兴华
周正
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin Tianduan Press Group Co ltd
Original Assignee
Tianjin Tianduan Press Group Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin Tianduan Press Group Co ltd filed Critical Tianjin Tianduan Press Group Co ltd
Priority to CN202210759028.8A priority Critical patent/CN115126733B/zh
Publication of CN115126733A publication Critical patent/CN115126733A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115126733B publication Critical patent/CN115126733B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J9/00—Forging presses
    • B21J9/10—Drives for forging presses
    • B21J9/12—Drives for forging presses operated by hydraulic or liquid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/04—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/06—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with two or more servomotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/28—Means for indicating the position, e.g. end of stroke
    • F15B15/2815—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B19/00—Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/02—Servomotor systems with programme control derived from a store or timing device; Control devices therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Control Of Presses (AREA)

Abstract

本发明公开了一种锻造液压机的多缸动态协调控制系统及控制方法，属于锻造液压机成型技术领域，包括：一、获取基础数据：滑块的目标速度、滑块四个角的速度、位置和压力；定义滑块四个角的实时速度依次为Vai、Vbi、Vci和Vdi，滑块四个角的实时位置依次为Sai、Sbi、Sci和Sdi；二、滑块启动，在负载力FLi的作用，滑块的空间转动角度发生变化；三、获取主缸的实时速度Vcti和四个侧缸的目标位置；四、主缸的调速控制，侧缸的调速和调平控制。本发明对锻造液压机滑块的带有调平功能的恒速度和变速度工艺进行控制，从而实现环类、盘类钛合金和高温合金的锻造工艺成型方法，提升产品的品质、生产效率，减少设备的能耗。

Description

一种锻造液压机的多缸动态协调控制系统及控制方法
技术领域
本发明属于锻造液压机成型技术领域，具体涉及一种锻造液压机的多缸动态协调控制系统及控制方法。
背景技术
锻造液压机隶属于“高档数控机床和机器人”，是航空航天、核电、超临界和联合循环发电等领域装备技术发展的助推器，在国民经济和国防安全中起着重要的保障作用。随着我国锻造工艺水平的提高，其对锻造设备的运行精度及数字化水平也提出了更高的要求，因此，建立多液压缸动态协调控制系统，实现速度与应变工艺显得十分重要。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种锻造液压机的多缸动态协调控制系统及控制方法，通过PLC、伺服电机等核心元件对锻造液压机滑块的带有调平功能的恒速度和变速度工艺进行控制，从而实现环类、盘类钛合金和高温合金的锻造工艺成型方法，提升产品的品质，提高生产效率，减少设备的能耗。
本发明的第一目的是提供一种锻造液压机的多缸动态协调控制系统，包括：
步骤一、获取基础数据：滑块的目标速度Vs0、滑块四个角的速度、位置和压力；定义滑块四个角的实时速度依次为Vai、Vbi、Vci和Vdi，滑块四个角的实时位置依次为Sai、Sbi、Sci和Sd i；
步骤二、滑块启动，在负载力FLi的作用，滑块的空间转动角度发生变化；
步骤三、获取主缸的实时速度Vcti和四个侧缸的目标位置；具体包括：
计算主缸的实时速度Vcti：
其中，Vai-1是a角上一时刻的速度，Vbi-1是b角上一时刻的速度，Vci-1是c角上一时刻的速度，Vdi-1是d角上一时刻的速度，Fai-1是a角上一时刻的压力，Fbi-1是b角上一时刻的压力，Fci-1是c角上一时刻的压力，Fdi-1是d角上一时刻的压力；
计算侧缸a角的目标位置Sa0i：
计算侧缸b角的目标位置Sb0i：
计算侧缸c角的目标位置Sc0i：
计算侧缸d角的目标位置Sd0i：
其中，Sai-1为上一时刻的a角位置，Sbi-1为上一时刻的b角位置，Sci-1为上一时刻的c角位置，Sdi-1为上一时刻的d角位置，L为滑块长度，W为滑块宽度；
步骤四、主缸的调速控制，侧缸的调速和调平控制；具体为：
计算主缸速度偏差e1i；
主缸伺服阀输出u_cti为：
u_cti＝u_cti-1+K1p*(e1i-e1i-1)+K1i*e1i+K1d(e1i-2e1i-1+2e1i-2)；
其中，K1p为比例系数，K1i为积分系数，K1d为微分系数，e1i-1为上一次主缸速度偏差，e1i-2为再上次主缸速度偏差；u_cti-1为上一次的主缸阀输出；
每个侧缸的调速与调平控制过程为：
计算每个角的速度偏差e2i；
计算每个侧缸调速分项A；A＝K2p*(e2i-e2i-1)+K2i*e2i；
其中，K2p为比例系数，K2i为积分系数，e2i-1为上一次对应角的速度偏差，e2i-2为再上次对应角的速度偏差；
计算每个侧缸的位置偏差e3i；
计算每个侧缸调平分项B；
B＝K3p*(e3i-e3i-1)+K3i*e3i+K3d(e3i-2e3i-1+2e3i-2)
其中，K3p为比例系数，K3i为积分系数，K3d为微分系数，e3i为对应角此时的位置偏差，e3i-1为上一次对应角的位置偏差，e3i-2为再上次对应角的位置偏差。
计算每个侧缸阀输出u_si：
其中，u_si-1为上一次的对应侧缸阀输出，α为调速项的权值，β为调平项的权值。
优选地，主缸速度偏差e1i的计算公式为e1i＝Vs0-Vcti。
优选地，位置偏差e3i的计算公式为每个角的目标位置减去每个角的实时位置。
本发明的第二目的是提供一种锻造液压机的多缸动态协调控制系统，所述锻造液压机包括滑块、驱动滑块动作的一个主缸和位于主缸四周的四个侧缸；所述多缸动态协调控制系统包括：
数据获取模块，获取如下基础数据：滑块的目标速度Vs0、滑块四个角的速度、位置和压力；定义滑块四个角的实时速度依次为Vai、Vbi、Vci和Vdi，滑块四个角的实时位置依次为Sai、Sbi、Sci和Sd i；
启动模块，控制滑块启动，在负载力FLi的作用，滑块的空间转动角度发生变化；
目标参数分析模块，获取主缸的实时速度Vcti和四个侧缸的目标位置；具体过程包括：
计算主缸的实时速度Vcti：
其中，Vai-1是a角上一时刻的速度，Vbi-1是b角上一时刻的速度，Vci-1是c角上一时刻的速度，Vdi-1是d角上一时刻的速度，Fai-1是a角上一时刻的压力，Fbi-1是b角上一时刻的压力，Fci-1是c角上一时刻的压力，Fdi-1是d角上一时刻的压力；
计算侧缸a角的目标位置Sa0i：
计算侧缸b角的目标位置Sb0i：
计算侧缸c角的目标位置Sc0i：
计算侧缸d角的目标位置Sd0i：
其中，Sai-1为上一时刻的a角位置，Sbi-1为上一时刻的b角位置，Sci-1为上一时刻的c角位置，Sdi-1为上一时刻的d角位置，L为滑块长度，W为滑块宽度；
调节模块，主缸的调速控制，侧缸的调速和调平控制；具体调节过程为：
计算主缸速度偏差e1i；
主缸伺服阀输出u_cti为：
u_cti＝u_cti-1+K1p*(e1i-e1i-1)+K1i*e1i+K1d(e1i-2e1i-1+2e1i-2)；
其中，K1p为比例系数，K1i为积分系数，K1d为微分系数，e1i-1为上一次主缸速度偏差，e1i-2为再上次主缸速度偏差；u_cti-1为上一次的主缸阀输出；
每个侧缸的调速与调平控制过程为：
计算每个角的速度偏差e2i；
计算每个侧缸调速分项A；A＝K2p*(e2i-e2i-1)+K2i*e2i；
其中，K2p为比例系数，K2i为积分系数，e2i-1为上一次对应角的速度偏差，e2i-2为再上次对应角的速度偏差；
计算每个侧缸的位置偏差e3i；
计算每个侧缸调平分项B；
B＝K3p*(e3i-e3i-1)+K3i*e3i+K3d(e3i-2e3i-1+2e3I-2)
其中，K3p为比例系数，K3i为积分系数，K3d为微分系数，e3i为对应角此时的位置偏差，e3i-1为上一次对应角的位置偏差，e3i-2为再上次对应角的位置偏差。
计算每个侧缸阀输出u_si：
其中，u_si-1为上一次的对应侧缸阀输出，α为调速项的权值，β为调平项的权值。
优选地，主缸速度偏差e1i的计算公式为e1i＝VS0-Vcti。
优选地，位置偏差e3i的计算公式为每个角的目标位置减去每个角的实时位置。
优选地，所述数据获取模块包括用于获取每个侧缸位置数据的位移传感器。
优选地，所述数据获取模块包括用于获取每个侧缸压力数据的压力传感器。
本发明的第三目的是提供一种信息数据处理终端，用于实现上述锻造液压机的多缸动态协调控制方法。
本发明的第四目的是提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述锻造液压机的多缸动态协调控制方法。
本发明具有的优点和积极效果是：
本发明通过PLC、伺服电机等核心元件对锻造液压机滑块的带有调平功能的恒速度和变速度工艺进行控制，从而实现环类、盘类钛合金和高温合金的锻造工艺成型方法，提升产品的品质，提高生产效率，减少设备的能耗；具体为：
1、本发明专利在控制中间缸在速度过程中，采用以压力的倒数作为权值的加权平均数的方式计算实时速度，考虑了负载动态变化对系统的影响，为PID控制做了充分的准备。
2、本发明专利采用各角的到x方向和到y方向的距离作为权值的动态的目标位置加权平权值，较四个角的平均位置作为目标值的方式，能够更直接控制各个角的x方向平行度和y方向的平行度。
3、本发明在闭环控制中，动态的优化目标值和实时值从而简化PID算法，同时，侧缸的控制采用速度闭环和位置闭环的加权值作为比例伺服阀输出值，可实现基于调平的速度或应变控制。
附图说明
图1为本发明优选实施例中的锻造液压机的多缸液压图；
图2为本发明优选实施例的坐标示意图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的技术方案，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1和图2。
一种锻造液压机的多缸动态协调控制系统，包括：
位移传感器，用于采集滑块四角的位置数据；BQa、BQb、BQc和BQd为滑块四角的位移传感器。
伺服电机泵组，用于提供给油缸可调可控的油液使滑块运动；图1中：M1为主缸用伺服电机泵组，M2a、M2b、M2c和M2d为侧缸用伺服电机泵组，
比例伺服阀，用于提供给油缸可调可控的油液使滑块运动；YAAa、YAAb为主缸用比例伺服阀，YACa、YACb、YACc和YACd为侧缸用比例伺服阀，
压力传感器，用于采集滑块四角的压力数据；
可编程控制器，用于读取滑块位置数据并计算滑块实时速度、控制输出比例泵的流量大小和高频相应方向阀的流量大小。
工作原理为：
图2中，滑块四角用a、b、c和d表示，滑块中心实时受力为Fcti，滑块四角实时受力分别为Fai、Fbi、Fci和Fdi，实时负载力为FLi，引起滑块的空间转动角度为φxi和φyi，滑块长度为L，宽度为W，高度为H。
1.定义滑块的设置速度为Vs0，滑块四个角的实时速度(通过位移传感器所计算的速度，即位移量除以时间得到的单位时间位移量)为Vai、Vbi、Vci和Vdi，四个角的实时位置Sai、Sbi、Sci和Sd i(位移传感器测量值)。
滑块进入工作阶段，由于负载力FLi的作用，引起滑块的空间转动角度为φxi和φyi。
2.系统调速目标速度与实时速度的选择：
(1)四个侧缸目标速度即为设置速度Vs0；
(2)四个侧缸实时速度为Vai、Vbi、Vci和Vdi。
(3)主缸目标速度Vs0。
(4)主缸实时速度Vcti公式如下：
其中，Vai-1是a角上一时刻的速度，Vbi-1是b角上一时刻的速度，Vci-1是c角上一时刻的速度，Vdi-1是d角上一时刻的速度，Fai-1是a角上一时刻的压力，Fbi-1是b角上一时刻的压力，Fci-1是c角上一时刻的压力，Fdi-1是d角上一时刻的压力。
主缸实时速度Vcti为加权值，某个角的负载越大，速度的减小也越快，系统施加给该角的压力也越大，因此将压力的倒数作为权数所计算出的加权速度要比四角的平均速度慢。将加权平均速度作为主缸的实时速度，可以扩大主缸目标速度Vs0i与实时速度Vcti之间的差值，为主缸的速度PID控制做必要的前期准备(目标速度与实时速度差距越大P参数的放大作用越强，从而提高系统的响应时间)。
3.系统调平目标位置与实时位置的选择：
(1)如图2所示，主缸位施加给滑块的力主缸Fcti作用于滑块的中心，不能实现调平功能，
(2)系统采用侧缸进行调平。
侧缸a角的目标位置Sa0i的公式为：
其中，Sai-1为上一时刻的a角位置，Sbi-1为上一时刻的b角位置，Sdi-1为上一时刻的d角位置，L为滑块长度，W为滑块宽度。
侧缸b角的目标位置Sb0i的公式为：
其中，Sai-1为上一时刻的a角位置，Sbi-1为上一时刻的b角位置，Sci-1为上一时刻的c角位置，L为滑块长度，W为滑块宽度。
侧缸c角的目标位置Sc0i的公式为：
其中，Sbi-1为上一时刻的b角位置，Sci-1为上一时刻的c角位置，Sdi-1为上一时刻的d角位置，L为滑块长度，W为滑块宽度。
侧缸d角的目标位置Sd0i的公式为：
其中，Sai-1为上一时刻的a角位置，Sci-1为上一时刻的c角位置，Sdi-1为上一时刻的d角位置，L为滑块长度，W为滑块宽度。
如图2所示，以b角为例，该角此时刻滑块x方向的目标位置是上一时刻的b角位置Sbi-1与上一时刻的a角位置Sai-1的平均值；该角此时刻滑块y方向的目标位置是上一时刻的b角位置Sai-1与上一时刻的c角位置Sci-1的平均值。为了兼顾滑块x方向和y方向的平行度，此时刻的目标位置Sb0i，是滑块x方向和y方向的加权平权值，其x方向的权值为b点在x方向的长度L/2，其y方向的权值为b点在y方向的长度W/2。a、c和d角以此类推，四角的目标位置均为x方向和y方向的加权平权值。
(3)四个侧缸的实时位置为Sai、Sbi、Sci和Sdi。
4.主缸的调速控制
主缸速度偏差e1i计算公式为：
e1i＝Vs0-Vcti
其中，Vs0为主缸目标速度，Vcti为主缸实时速度。
伺服阀输出u_cti的计算公式为：
u_cti＝u_cti-1+K1p*(e1i-e1i-1)+K1i*e1i+K1d(e1i-2e1i-1+2e1i-2)
其中，K1p为比例系数，K1i为积分系数，K1d为微分系数，e1i为主缸此时的速度偏差，e1i-1为上一次主缸速度偏差，e1i-2为再上次主缸速度偏差。
5.侧缸的调速与调平控制
以b角为例。
(1)b角速度偏差e2i计算公式为：
e2i＝Vs0-Vbi
其中，Vs0为侧缸目标速度，Vbi为b角的实时速度
(2)侧缸调速分项A的计算公式为：
A＝K2p*(e2i-e2i-1)+K2i*e2i
其中，K2p为比例系数，K2i为积分系数，e2i为b角此时的速度偏差，e2i-1为上一次b角的速度偏差，e2i-2为再上次b角的速度偏差。
(3)b角位置偏差e3i计算公式为：
e3i＝Sb0i-Sbi
其中，Sb0i为b角的目标位置，Sbi为b角的实时位置。
(4)侧缸调平分项B的计算公式为：
B＝K3p*(e3i-e3i-1)+K3i*e3i+K3d(e3i-2e3i-1+2e3i-2)
其中，K3p为比例系数，K3i为积分系数，K3d为微分系数，e3i为b角此时的位置偏差，e3i-1为上一次b角的位置偏差，e3i-2为再上次b角的位置偏差。
(5)侧缸阀输出u_si计算公式为：
其中u_si-1为上一次的侧缸阀输出，α为调速项的权值，β为调平项的权值，A为侧缸调速分项，B为侧缸调平分项。
调速项的权值α和调平项的权值β主要取决于速度精度和调平精度要求。
a角、c角和d角以此类推，可在动态协调控制过程中达到四个角调平的效果。
5.成形工件所需的压力接近系统的最高压力(额定压力的90％-100％)情况下，可预设压制末端时候的优先调平和优先加压功能，通过以上的动态协调控制，可实现滑块的带有调平功能的恒速、变速、恒应变和变应变控制，在压制末期，若选择优先加压功能，则系统不再进行调平，直接加压至预设吨位；若选择优先调平功能，系统继续进行调平控制，达到最终的压制位置。
6.成形工件所需的压力接近系统的最低可控压力(额定压力的5％-15％)情况下，定压工艺中需考虑到微速控制问题，采用侧缸进行加压(主缸随动)，在保压过程中采用主缸补充压力(侧缸逐渐泄压)的方式，以实现小吨位的加压平稳。
举例说明：
40MN等温锻液压机，主缸25MN，4个侧缸为3.75MN，主缸使用一个DG10比例伺服阀和一个DG6比例伺服阀，四个侧缸各使用一个DG6比例伺服阀，滑块长2000mm、宽3000mm。可实现速度0.005-1.5mm/s的无极调节，调平控制精度0.1mm/m
一种信息数据处理终端，用于实现上述锻造液压机的多缸动态协调控制方法。
一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述锻造液压机的多缸动态协调控制方法。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是多轴运动控制器、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种锻造液压机的多缸动态协调控制方法，其特征在于，包括：
步骤一、获取基础数据：滑块的目标速度Vs0、滑块四个角的速度、位置和压力；定义滑块四个角的实时速度依次为Vai、Vbi、Vci和Vdi，滑块四个角的实时位置依次为Sai、Sbi、Sci和Sdi；
步骤二、滑块启动，在负载力FLi的作用下，滑块的空间转动角度发生变化；
步骤三、获取主缸的实时速度Vcti和四个侧缸的目标位置；具体包括：
计算主缸的实时速度Vcti：
其中，Vai-1是a角上一时刻的速度，Vbi-1是b角上一时刻的速度，Vci-1是c角上一时刻的速度，Vdi-1是d角上一时刻的速度，Fai-1是a角上一时刻的压力，Fbi-1是b角上一时刻的压力，Fci-1是c角上一时刻的压力，Fdi-1是d角上一时刻的压力；
计算侧缸a角的目标位置Sa0i：
计算侧缸b角的目标位置Sb0i：
计算侧缸c角的目标位置Sc0i：
计算侧缸d角的目标位置Sd0i：
其中，Sai-1为上一时刻的a角位置，Sbi-1为上一时刻的b角位置，Sci-1为上一时刻的c角位置，Sdi-1为上一时刻的d角位置，L为滑块长度，W为滑块宽度；
步骤四、主缸的调速控制，侧缸的调速和调平控制；具体为：
计算主缸速度偏差e1i；
主缸伺服阀输出u_cti为：
u_cti＝u_cti-1+K1p*(e1i-e1i-1)+K1i*e1i+K1d(e1i-2e1i-1+2e1i-2)；
其中，K1p为比例系数，K1i为积分系数，K1d为微分系数，e1i-1为上一次主缸速度偏差，e1i-2为再上次主缸速度偏差；u_cti-1为上一次的主缸阀输出；
每个侧缸的调速与调平控制过程为：
计算每个角的速度偏差e2i；
计算每个侧缸调速分项A；A＝K2p*(e2i-e2i-1)+K2i*e2i；
其中，K2p为比例系数，K2i为积分系数，e2i-1为上一次对应角的速度偏差；
计算每个侧缸的位置偏差e3i；
计算每个侧缸调平分项B；
B＝K3p*(e3i-e3i-1)+K3i*e3i+K3d(e3i-2e3i-1+2e3i-2)
其中，K3p为比例系数，K3i为积分系数，K3d为微分系数，e3i为对应角此时的位置偏差，e3i-1为上一次对应角的位置偏差，e3i-2为再上次对应角的位置偏差；
计算每个侧缸阀输出u_si：
其中，u_si-1为上一次的对应侧缸阀输出，α为调速项的权值，β为调平项的权值。
2.根据权利要求1所述的锻造液压机的多缸动态协调控制方法，其特征在于，主缸速度偏差e1i的计算公式为e1i＝Vs0-Vcti。
3.根据权利要求1所述的锻造液压机的多缸动态协调控制方法，其特征在于，位置偏差e3i的计算公式为每个角的目标位置减去每个角的实时位置。
4.一种锻造液压机的多缸动态协调控制系统，所述锻造液压机包括滑块、驱动滑块动作的一个主缸和位于主缸四周的四个侧缸；其特征在于，所述多缸动态协调控制系统包括：
数据获取模块，获取如下基础数据：滑块的目标速度Vs0、滑块四个角的速度、位置和压力；定义滑块四个角的实时速度依次为Vai、Vbi、Vci和Vdi，滑块四个角的实时位置依次为Sai、Sbi、Sci和Sdi；
启动模块，控制滑块启动，在负载力FLi的作用下，滑块的空间转动角度发生变化；
目标参数分析模块，获取主缸的实时速度Vcti和四个侧缸的目标位置；具体过程包括：
计算主缸的实时速度Vcti：
其中，Vai-1是a角上一时刻的速度，Vbi-1是b角上一时刻的速度，Vci-1是c角上一时刻的速度，Vdi-1是d角上一时刻的速度，Fai-1是a角上一时刻的压力，Fbi-1是b角上一时刻的压力，Fci-1是c角上一时刻的压力，Fdi-1是d角上一时刻的压力；
计算侧缸a角的目标位置Sa0i：
计算侧缸b角的目标位置Sb0i：
计算侧缸c角的目标位置Sc0i：
计算侧缸d角的目标位置Sd0i：
其中，Sai-1为上一时刻的a角位置，Sbi-1为上一时刻的b角位置，Sci-1为上一时刻的c角位置，Sdi-1为上一时刻的d角位置，L为滑块长度，W为滑块宽度；
调节模块，主缸的调速控制，侧缸的调速和调平控制；具体调节过程为：
计算主缸速度偏差e1i；
主缸伺服阀输出u_cti为：
u_cti＝u_cti-1+K1p*(e1i-e1i-1)+K1i*e1i+K1d(e1i-2e1i-1+2e1i-2)；
其中，K1p为比例系数，K1i为积分系数，K1d为微分系数，e1i-1为上一次主缸速度偏差，e1i-2为再上次主缸速度偏差；u_cti-1为上一次的主缸阀输出；
每个侧缸的调速与调平控制过程为：
计算每个角的速度偏差e2i；
计算每个侧缸调速分项A；A＝K2p*(e2i-e2i-1)+K2i*e2i；
其中，K2p为比例系数，K2i为积分系数，e2i-1为上一次对应角的速度偏差；
计算每个侧缸的位置偏差e3i；
计算每个侧缸调平分项B；
B＝K3p*(e3i-e3i-1)+K3i*e3i+K3d(e3i-2e3i-1+2e3i-2)
其中，K3p为比例系数，K3i为积分系数，K3d为微分系数，e3i为对应角此时的位置偏差，e3i-1为上一次对应角的位置偏差，e3i-2为再上次对应角的位置偏差；
计算每个侧缸阀输出u_si：
其中，u_si-1为上一次的对应侧缸阀输出，α为调速项的权值，β为调平项的权值。
5.根据权利要求4所述的锻造液压机的多缸动态协调控制系统，其特征在于，主缸速度偏差e1i的计算公式为e1i＝Vs0-Vcti。
6.根据权利要求4所述的锻造液压机的多缸动态协调控制系统，其特征在于，位置偏差e3i的计算公式为每个角的目标位置减去每个角的实时位置。
7.根据权利要求4所述的锻造液压机的多缸动态协调控制系统，其特征在于，所述数据获取模块包括用于获取每个侧缸位置数据的位移传感器。
8.根据权利要求4所述的锻造液压机的多缸动态协调控制系统，其特征在于，所述数据获取模块包括用于获取每个侧缸压力数据的压力传感器。
9.一种信息数据处理终端，其特征在于，用于实现权利要求1至3任一项所述锻造液压机的多缸动态协调控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1至3任一项所述锻造液压机的多缸动态协调控制方法。
CN202210759028.8A 2022-06-29 2022-06-29 一种锻造液压机的多缸动态协调控制系统及控制方法 Active CN115126733B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210759028.8A CN115126733B (zh) 2022-06-29 2022-06-29 一种锻造液压机的多缸动态协调控制系统及控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210759028.8A CN115126733B (zh) 2022-06-29 2022-06-29 一种锻造液压机的多缸动态协调控制系统及控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115126733A CN115126733A (zh) 2022-09-30
CN115126733B true CN115126733B (zh) 2024-06-07

Family

ID=83382892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210759028.8A Active CN115126733B (zh) 2022-06-29 2022-06-29 一种锻造液压机的多缸动态协调控制系统及控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115126733B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11201015A (ja) * 1998-01-05 1999-07-27 Mitsubishi Electric Corp 水車またはポンプ水車の調速制御方法および装置
US6098322A (en) * 1996-12-12 2000-08-08 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd. Control device of construction machine
CN102380569A (zh) * 2011-09-20 2012-03-21 天津市天锻压力机有限公司 设定恒速度、恒应变和变应变工艺压制曲线控制方法
CN202239424U (zh) * 2011-09-20 2012-05-30 天津市天锻压力机有限公司 用于锻压机滑块的双向力偶四角调平控制系统
CN106696341A (zh) * 2017-03-29 2017-05-24 福州大学 一种液压机的被动式动态调平控制系统及其控制方法
CN109986828A (zh) * 2019-05-13 2019-07-09 福州大学 一种实现总吨位控制的复合材料压机四角调平系统
CN110864019A (zh) * 2019-11-28 2020-03-06 徐州海伦哲特种车辆有限公司 一种高空作业车工作平台的数字液压调平系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6098322A (en) * 1996-12-12 2000-08-08 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd. Control device of construction machine
JPH11201015A (ja) * 1998-01-05 1999-07-27 Mitsubishi Electric Corp 水車またはポンプ水車の調速制御方法および装置
CN102380569A (zh) * 2011-09-20 2012-03-21 天津市天锻压力机有限公司 设定恒速度、恒应变和变应变工艺压制曲线控制方法
CN202239424U (zh) * 2011-09-20 2012-05-30 天津市天锻压力机有限公司 用于锻压机滑块的双向力偶四角调平控制系统
CN106696341A (zh) * 2017-03-29 2017-05-24 福州大学 一种液压机的被动式动态调平控制系统及其控制方法
CN109986828A (zh) * 2019-05-13 2019-07-09 福州大学 一种实现总吨位控制的复合材料压机四角调平系统
CN110864019A (zh) * 2019-11-28 2020-03-06 徐州海伦哲特种车辆有限公司 一种高空作业车工作平台的数字液压调平系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
800MN模锻压机主动同步系统的建模与分析;于今等;锻压技术;20161231;第41卷(第12期);第88-94页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115126733A (zh) 2022-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101672311B (zh) 一种多液压缸同步控制方法
CN110138297A (zh) 一种永磁同步直线电机速度和电流双闭环控制系统和控制方法
CN110968037B (zh) 一种减小多轴运动系统轮廓误差的控制方法
CN103920839A (zh) 大型模锻液压机混合同步平衡控制系统
CN110425220A (zh) 一种径向磁轴承改进抗扰动控制器的构造方法
CN105929791B (zh) 平面直角坐标运动系统的直接轮廓控制方法
CN115126733B (zh) 一种锻造液压机的多缸动态协调控制系统及控制方法
Deng et al. Position error compensation of semi-closed loop servo system using support vector regression and fuzzy PID control
CN111464097A (zh) 一种永磁同步电机转动惯量离线辨识方法
CN102441589A (zh) 平整机在线换辊缸同步控制系统及控制方法
CN103309280B (zh) 一种用于重型并联机床的双前馈控制系统
CN106292279B (zh) 基于非线性观测器的电机位置伺服系统输出反馈控制方法
CN105415745A (zh) 大型超塑成形扩散连接液压机的压力控制系统
CN110061668B (zh) 一种pmsm的输入-输出精确反馈线性化控制方法
CN113431816B (zh) 对称不均等的负叠合比例阀控非对称缸系统的控制方法
CN201120444Y (zh) 液压机的超微速控制结构
CN109709891B (zh) 一种直驱高速进给系统伺服参数多目标优化方法
CN214707585U (zh) 一种混合磁轴承最小二乘支持向量机优化解耦控制器
Chen et al. A nonlinear PID controller for electro-hydraulic servo system based on PSO algorithm
Mu et al. Study on Synchronization System of Tilting Pouring Machine Based on Fuzzy PID Control
Huang et al. Torque balance of double motors drive system based on exponential reaching law VSSMC
Zhonghua et al. The application of feedforward PID control based on FPGA in universal testing machine
CN109019346A (zh) 一种嵌入式智能化起重机变幅调速方法及操纵手柄
CN215257047U (zh) 多液压缸耦合同步控制系统
CN102582683B (zh) 四履带配重小车随机摩擦力的优化控制装置及控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant