60MN水壓機油控水系統(tǒng)控制特性研究.pdf

1、大鍛件的質(zhì)量和生產(chǎn)能力是衡量一個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一，大型水壓機是大型鍛件成形裝備，提高大型水壓機動力傳輸系統(tǒng)的控制性能至關(guān)重要。針對大型水壓機動力傳輸系統(tǒng)進行元件級和系統(tǒng)級研究以提高其性能，具有重大理論和實踐意義。
　　目前大型水壓機普遍采用油控水的控制方式，水系統(tǒng)主控制閥采用八閥分配器的傳統(tǒng)形式，該動力傳輸系統(tǒng)主要存在兩方面的問題：一是水系統(tǒng)的八閥分配器應(yīng)用多年未作改進存在控制流量線性度不好的問題，影響整體控制性能；

2、二是液壓伺服系統(tǒng)和水系統(tǒng)沒有做到深入融合整體控制，制約了整機性能的提高。針對上述問題，本文主要展開以下研究工作：
　　(1)從閥杯孔口排布形式入手，對進水閥閥口通流面積進行計算分析并優(yōu)化，得到閥杯孔口最佳重合度；建立進、排水閥流場分析有限元模型，通過流場分析得到其流場分布情況、流量及閥芯受力情況；以60MN自由鍛造水壓機為試驗平臺，驗證優(yōu)化后閥杯孔口排布形式下進水閥流量-位移特性的改進情況。
　　(2)采用機理建模的方法對油

3、控水系統(tǒng)的關(guān)鍵元件進行數(shù)學(xué)建模，包括水泵、蓄勢器、進水閥、排水閥、主分配器、充液閥、管道、執(zhí)行機構(gòu)、負(fù)載、工作介質(zhì)及電液伺服系統(tǒng)。推導(dǎo)油控水系統(tǒng)完整的數(shù)學(xué)模型，為后續(xù)的研究奠定理論基礎(chǔ)。
　　(3)在水壓機電液位置伺服控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，為提高水壓機伺服系統(tǒng)的靜動態(tài)特性，對電液位置伺服控制系統(tǒng)的負(fù)載特性進行分析。為提高鍛件的質(zhì)量，保證控制系統(tǒng)受外部干擾情況下的可控性，提高電液位置伺服控制系統(tǒng)的魯棒性，本文提出自抗擾的控制策略

4、。借助MATLAB/Simulink軟件，搭建自抗擾控制仿真模型，進行仿真分析，為實驗研究奠定基礎(chǔ)。
　　(4)對60MN自由鍛造水壓機的控制特性進行了仿真和實驗研究。介紹了60MN自由鍛造水壓機的實驗測試系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集方法和數(shù)據(jù)分析工具。并建立了油控水系統(tǒng)和水系統(tǒng)的聯(lián)合仿真模型，分別對系統(tǒng)在常鍛和快鍛兩種工況下的控制特性進行仿真分析，通過實驗驗證了仿真模型的準(zhǔn)確性。針對液壓伺服系統(tǒng)魯棒性差、抗干擾能力弱的問題，引入自抗擾控制方法