复杂模锻系统建模与运行性能分析

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1、万方数据中图分类号理：三窆UDC62l学校代码!Q533密级公五硕士学位论文复杂模锻系统建模与运行性能分析ModelingandOperatingPerformanceAnalysisforComplexForgingSystem作者姓学科专研究方学院(系、指导教名：汪志能业：机械工程向：机电液一体化控制所)：机电工程学院师：黄明辉教授论文答辩日期垫f红尘堡答辩委员会主席中南大学沙烨年‘月‘日万方数据学位论文原创性声明本人郑重声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果

2、。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。作者签名：三圣查：包日期：砬f竺年』月鱼日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版；本人允许本学位论文被查

3、阅和借阅；学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。作者签名：三兰矗!筮日期：垄[坚年』月上日导师签名日期：型年上月鱼日万方数据中南大学硕士学位论文摘要复杂模锻系统建模与运行性能分析摘要：航空航天技术的发展依赖于大型高性能整体式锻件，该类锻件的高精度成形制造要求大型模锻装备必须具备稳定运行的能力。而大型模锻压机装备是一个复杂的大惯量机电液耦合系统，其锻造过程中的油源脉动、非线性摩擦与强非线负载极易导致

4、速度震荡，甚至爬行。为此，本文围绕大惯量模锻装备的建模、运行性能分析与稳定性控制展开研究，主要研究内容如下：1)推导了大型模锻压机的速度近似模型。首先，建立了包含非线性负载力、摩擦及非线性液压系统的大型模锻压机运动模型。但该模型呈强非线性特征，无法解析求解，而对其进行数值求解将无法推导出普适性的运动规律。为此，本文提出了大型模锻压机的速度近似求解方法，通过数学变化获得了标准的振动方程，在此基础上，借助非线性强迫振动理论，推导了系统速度的近似解。实验结果表明，该近似速度的具有很好的逼近精度，为大型

5、模锻压机的动态性能分析提供了基础。2)揭示了大型模锻压机运行性能。由于速度近似模型中包含由微分方程决定的参数，给大型模锻压机运行性能分析带来了极大的困难。为此，通过对速度方程的分析，找到了速度能解析求解的条件，获得了该条件下的大型模锻压机稳定运行、振动与爬行的条件。对不满足速度解析求解条件的工况，通过对速度方程的收敛性、平衡位置分析，揭示了它的振动与爬行的条件。仿真和实验均表明这些规律的正确性，为大惯量装备稳定运行控制提供了理论依据。3)建立了复杂模锻全过程的控制策略。针对模锻系统运动规律复杂，

6、系统模型在全锻造过程时变特点，提出了锻造过程的多模型控制策略，该策略首先把全锻造过程分解成许多个子工作区，并采集实验数据建立相应的子模型，根据子模型特点设计相应的子控制器。通过高斯加权器协调各个子控制器，以处理模型之间的耦合关系，从而实现模锻压机的全程精确平滑控制。图34副，表6个，参考文献94篇。关键词：模锻压机：建模；速度近似求解；性能分析；全锻造过程；控制分类号：TH．39II万方数据中南大学硕士学位论文AbstractModelingandOperatingPerformanceAnal

7、ysisforComplexF'gingSystemorgmgSystemAbstract：Thedevelopmentofaerospacetechnologydependsonlarge。scalehigh—performanceoveralldieforgings．111iskindofforgings’precisionformingrequirestheforgingequipmentmusthaveaabilitytooperatestably．But，largeforgingpre

8、ssisacomplexelectro．hydrauliccoupledsystem．Becauseoftheoilpulse，nonlinearfrictionandstrongnonlinearload，itsspeedisextremelypronetoshockandevencreepintheforgingprocess．So，thispaperdidaresearchonmolding，operationperformanceanalysisandstablecontrolforfo