低压悬臂铸造机液面加压系统研究

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1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:20151800002硕士学位论（文学生类别：全日制专业型硕士研究生学位类别：工程硕士领域名称：机械工程论文题目：低压悬臂铸造机液面加压系统研究英文题目：ResearchOnLiquidPressureSystemOfLowPressureCantileverCastingMachine学生姓名：陈玉聪导师姓名：高文海高级工程师校外导师：史晓平高级工程师二○一八年六月内蒙古工业大学硕士学位论文摘要低压悬臂铸造机液面加压系统是一种为低压悬臂铸造机配套的升液系统。液面加压系统的工作过程是通过气动系统对保温炉进行分级加压，从而改变保温炉

2、内作用于金属溶液表面的压力使金属溶液克服重力等因素，利用升液管进入模具完成整个浇注过程。但在实际工况中，液面加压系统由于气动元件的结构、保温炉内温度的变化等因素会造成充型压力不准确的现象，而这些复杂的情况难以用准确的数学模型加以描述。因此为了改善压力的滞后现象，同时省去对复杂数学模型的推导，欲在气动系统上添加一线性自抗扰控制器来提高其性能。本课题首先计算了所选取的具体铸件的低压铸造工艺参数。但由于所生产铸件结构的特异性，理论计算的参数数值并不能保证生产出的铸件质量达到标准。因此，基于ProCAST铸造模拟软件，对具体铸件进行多组仿真实验研究，通过后处理结果判断铸件质量。基

3、于多次仿真实验的结论，确定更为准确的工艺参数同时确定加压曲线。其次，根据加压曲线的确定以及对低压铸造的工艺过程的了解，确定了气动加压系统的总体设计方案。进一步设计了气动加压系统，并对各元件进行参数计算与选型。同时，将所设计的气动系统在AMEsim仿真软件中进行建模并加入了逻辑控制信号，将工艺参数以及各元件的具体参数加以输入后对气动系统进行仿真。通过对比既定工艺曲线与仿真结果，发现气动系统的压力输出存在着一定的滞后现象。最后，为了改善气动系统压力滞后的现象，保证液面加压系统可以达到工艺要求，加入了一种线性自抗扰控制器提高其快速性与稳定性。通过对所构建的闭环系统所需要的元件的

4、传递函数进行推导，以及对线性自抗扰控制器的研究，确定了采用线性自抗扰控制策略的液面加压系统的总体结构。在Matlab/Simulink软件中对其进行了建模与仿真，参数的整定后，通过其时域分析结果观察控制效果，并与采用PID控制器的控制效果进行比较，验证了线性自抗扰控制策略对液面加压系统的快速性与适用性。进一步，在采用了PID控制器的加压系统与线性自抗扰控制器的加压系统中分别添加了扰动，通过仿真结果的对比，验证了线性自抗扰控制器的稳定性优于PID控制器。关键词：低压铸造工艺；液面加压系统；ProCAST仿真；AMEsim仿真；线性自抗扰控制器I内蒙古工业大学硕士学位论文Ab

5、stractTheliquidpressuresystemofthelowpressurecantilevercastingmachineisakindofliquidliftingsystemforthelowpressurecantilevercastingmachine.Theworkingprocessoftheliquidsurfacepressurizationsystemistostepandpressurizetheinsulationfurnacebypneumaticsystem,soastochangethepressureactingonthesu

6、rfaceofthemetalsolutioninthefurnaceandmakethemetalsolutionovercomegravityandotherfactors,andusetherisertoenterthemoldtocompletethewholecastingprocess.However,inactualworkingconditions,duetothestructureofpneumaticcomponentsandthechangeoftemperatureintheholdingfurnace,thepressureoffillingsy

7、stemisnotaccurate,whichisdifficulttodescribewithcomplicatedmathematicalmodels.Therefore,inordertoimprovethelagphenomenonofpressureandavoidthederivationofcomplexmathematicalmodels,weneedtoaddaLADRCtothepneumaticsystemtoimproveitsperformance.Thisprojectfirstcalculated