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方案

本发明专利技术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Va

【技术实现步骤摘要】
一种锻造液压机的多缸动态协调控制系统及控制方法


[0001]本专利技术属于锻造液压机成型
，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。

技术介绍

[0002]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。

技术实现思路

[0003]本专利技术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。
[0004]本专利技术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：
[0005]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Va
i
、Vb
i
、Vc
i
和Vd
i
，滑块四个角的实时位置依次为Sai、Sbi、Sci和Sd i；
[0006]步骤二、滑块启动，在负载力F
Li
的作用，滑块的空间转动角度发生变化；
[0007]步骤三、获取主缸的实时速度Vct
i
和四个侧缸的目标位置；具体包括：
[0008]计算主缸的实时速度Vct
i
：
[0009][0010]其中，Va
i
‑1是a角上一时刻的速度，Vb
i
‑1是b角上一时刻的速度，Vc
i
‑1是c角上一时刻的速度，Vd
i
‑1是d角上一时刻的速度，Fa
i
‑1是a角上一时刻的压力，Fb
i
‑1是b角上一时刻的压力，Fc
i
‑1是c角上一时刻的压力，Fd
i
‑1是d角上一时刻的压力；
[0011]计算侧缸a角的目标位置Sa0
i
：
[0012][0013]计算侧缸b角的目标位置Sb0
i
：
[0014][0015]计算侧缸c角的目标位置Sc0
i
：
[0016][0017]计算侧缸d角的目标位置Sd0
i
：
[0018][0019]其中，Sa
i
‑1为上一时刻的a角位置，Sb
i
‑1为上一时刻的b角位置，Sc
i
‑1为上一时刻的c角位置，Sd
i
‑1为上一时刻的d角位置，L为滑块长度，W为滑块宽度；
[0020]步骤四、主缸的调速控制，侧缸的调速和调平控制；具体为：
[0021]计算主缸速度偏差e1
i
；
[0022]主缸伺服阀输出u_ct
i
为：
[0023]u_ct
i
＝u_ct
i
‑1+K1
p
*(e1
i
‑
e1
i
‑1)+K1
i
*e1
i
+K1
d
(e1
i
‑
2e1
i
‑1+2e1
i
‑2)；
[0024]其中，K1
p
为比例系数，K1
i
为积分系数，K1
d
为微分系数，e1
i
‑1为上一次主缸速度偏差，e1
i
‑2为再上次主缸速度偏差；u_ct
i
‑1为上一次的主缸阀输出；
[0025]每个侧缸的调速与调平控制过程为：
[0026]计算每个角的速度偏差e2
i
；
[0027]计算每个侧缸调速分项A；A＝K2
p
*(e2
i
‑
e2
i
‑1)+K2
i
*e2
i
；
[0028]其中，K2
p
为比例系数，K2
i
为积分系数，e2
i
‑1为上一次对应角的速度偏差，e2
i
‑2为再上次对应角的速度偏差；
[0029]计算每个侧缸的位置偏差e3
i
；
[0030]计算每个侧缸调平分项B；
[0031]B＝K3
p
*(e3
i
‑
e3
i
‑1)+K3
i
*e3
i
+K3
d
(e3
i
‑
2e3
i
‑1+2e3
i
‑2)
[0032]其中，K3
p
为比例系数，K3
i
为积分系数，K3
d
为微分系数，e3
i
为对应角此时的位置偏差，e3
i
‑1为上一次对应角的位置偏差，e3
i
‑2为再上次对应角的位置偏差。
[0033]计算每个侧缸阀输出u_s
i
：
[0034][0035]其中，u_s
i
‑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。
[0036]优选地，主缸速度偏差e1
i
的计算公式为e1
i
＝Vs0
‑
Vct
i
。
[0037]优选地，位置偏差e3
i
的计算公式为每个角的目标位置减去每个角的实时位置。
[0038]本专利技术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：
[0039]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Va
i
、Vb
i
、Vc
i
和Vd
i
，滑块四个角的实时位置依次为Sai、Sbi、Sci和Sd i；
[0040]启动模块，控制滑块启动，在负载力F
Li
的作用，滑块的空间转动角度发生变化；
[0041]目标参数分析模块，获取主缸的实时速度Vct
i
和四个侧缸的目标位置；具体过程
包括：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
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Va
i
、Vb
i
、Vc
i
和Vd
i
，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F
Li
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Vct
i
和四个侧缸的目标位置；具体包括：计算主缸的实时速度Vct
i
：其中，Va
i
‑1是a角上一时刻的速度，Vb
i
‑1是b角上一时刻的速度，Vc
i
‑1是c角上一时刻的速度，Vd
i
‑1是d角上一时刻的速度，Fa
i
‑1是a角上一时刻的压力，Fb
i
‑1是b角上一时刻的压力，Fc
i
‑1是c角上一时刻的压力，Fd
i
‑1是d角上一时刻的压力；计算侧缸a角的目标位置Sa0
i
：计算侧缸b角的目标位置Sb0
i
：计算侧缸c角的目标位置Sc0
i
：计算侧缸d角的目标位置Sd0
i
：其中，Sa
i
‑1为上一时刻的a角位置，Sb
i
‑1为上一时刻的b角位置，Sc
i
‑1为上一时刻的c角位置，Sd
i
‑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e1
i
；主缸伺服阀输出u_ct
i
为：u_ct
i
＝u_ct
i
‑1+K1
p
*(e1
i
‑
e1
i
‑1)+K1
i
*e1
i
+K1
d
(e1
i
‑
2e1
i
‑1+2e1
i
‑2)；其中，K1
p
为比例系数，K1
i
为积分系数，K1
d
为微分系数，e1
i
‑1为上一次主缸速度偏差，e1
i
‑2为再上次主缸速度偏差；u_ct
i
‑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e2
i
；
计算每个侧缸调速分项A；A＝K2
p
*(e2
i
‑
e2
i
‑1)+K2
i
*e2
i
；其中，K2
p
为比例系数，K2
i
为积分系数，e2
i
‑1为上一次对应角的速度偏差，e2
i
‑2为再上次对应角的速度偏差；计算每个侧缸的位置偏差e3
i
；计算每个侧缸调平分项B；B＝K3
p
*(e3
i
‑
e3
i
‑1)+K3
i
*e3
i
+K3
d
(e3
i
‑
2e3
i
‑1+2e3
i
‑2)其中，K3
p
为比例系数，K3
i
为积分系数，K3
d
为微分系数，e3
i
为对应角此时的位置偏差，e3
i
‑1为上一次对应角的位置偏差，e3
i
‑2为再上次对应角的位置偏差。计算每个侧缸阀输出u_s
i
：其中，u_s
i
‑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e1
i
的计算公式为e1
i
＝Vs0
‑
Vct
i
。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e3
i
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Va
i
、Vb
i
...

【专利技术属性】
技术研发人员：计鑫，潘高峰，王鑫，郝兴华，周正，
申请(专利权)人：天津市天锻压力机有限公司，
类型：发明
国别省市：