基于模糊控制的六面顶压机压力控制系统建模与仿真.pdf

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1、设计与研究Des_曰nandRe基于模糊控制的六面顶压机压力控制系统建模与仿真朱德荣①常云朋①袁亚锐②(①洛阳理工学院，河南洛阳471023；②伊顿液压系统(济宁)有限公司，山东济宁272000)摘要：将先进的电液比例控制技术与计算机控制技术相结合，对六面顶金刚石压机压力控制系统进行了设计，建立了该压力控制的数学模型。运用常规PID控制器的设计方法。设计出了模糊自适应PID控制器，并在MATLAB环境下进行仿真实验。结果表明，采用该控制算法，系统的调节时间缩短，晌应速度加快，适应能力和鲁棒性得到提高

2、，系统具有更好的动态特性和稳定性，有效地减少了压力的波动。关键词：六面顶压机压力控制系统数学模型模糊自适应PID控制MATLAB仿真中图分类号：TP273文献标识码：AModelingandsimulationofpressurecontrolsystemforthehexadronsyntheticdiamondpressbasedonfuzzycontrolZHUDerong①CHANGYunpeng①YUANYarui②，。((~)LuoyangInstituteofScienceandTec

3、hnology，Luoyang471023，CHN；@EatonHydraulicSystem(Jining)Co．，Ltd．，Jining272000，CHN)Abstract：Inthispaper，advancedelectro—hydraulicproportionaltechnologyandcomputercontroltechnologyareemployedtosetupthepressurecontrolsystemandthemathematicalmodelofthehexad

4、ronsyntheticc【i．amondpress．AfuzzyadaptivePIDcontrollerisdesignedthroughtheconventionalPIDmethods．Atthesametime，themethodsofpressurecontrolsystemissimulated-theresultsshowesthatsuchafuzzya．daptivePIDcontrollerhasadvantagesofshorteningthetimeforsystemrea

5、djustment，quickeningthere—sponsespeed，improvingtheadaptabilityandrobustofthesystem_advancingdynamicproperty&sta-bility．Allthesecanreducethefluctuationofpressure、effectively．Keywords：HexadronSyntheticDiamondPress；PressureControlSystem；MathematicalModel；

6、FuzzyAdaptivePIDControl；MatlabSimulation金刚石是一种由纯碳组成的天然矿物，是一种稀合成金刚石。由于液压系统的压力不是直接的合成参有、贵重的非金属矿产，具有超硬、耐磨、热敏、传热导、数，往往被人忽略，不去作控制考虑，结果导致金刚石半导体及透远等优异的物理性能，在国民经济中具有生长条件差，其质量和产量不是很高，甚至可能出现崩重要的作用，已经成为工业，特别是国防和尖端科技领锤、烧块等生产事故。金刚石合成效果受许多因素影域中不可缺少的超硬材料。然而天然金刚石的资源比响

7、，其中压力是主要的影响因子之一，其整个生产工艺较贫乏，远远满足不了工业上对金刚石日益增长的需如图1所示。求。全过程分为4个阶段：三缸空程前进、充液、曲线目前，普遍采用六面顶液压机，在高温高压的环境跟踪和六缸快速回程。曲线跟踪是金刚石合成的关键中，在触媒的催化作用下，使石墨原子结构发生改变而阶段，其中就包括压力曲线的跟踪。压力跟随控制是2009年河南省科技攻关计划项目(092102310351)·88·￡⋯‘耋l依据金刚石实际生长条件所预先绘制的理论曲线的值控制超高压的目的，采用电液比例压力阀来精确调

8、节来实现的，它是金刚石合成的驱动力，直接影响金刚石压力。对液压机的压力控制系统提出的技术要求是压的形核⋯。只有提高压力的控制精度，使金刚石合成力曲线跟踪误差不得超过±0．05MPa。在人造金刚石块的压力处于优晶区，才符合高品质金刚石的生长，才的生产过程中，压力曲线跟随包括3个阶段：超压、保能提高其产量和转化率。压和泄压。不同阶段，工作油缸受力情况不同，因此，必须分别对其建模。y2．1超压阶段的数学模型一一三右竞沽前进保l压压口力曲线⋯／＼卸压在超压阶段压力持续上升，金