大截面热钢坯动态焊接建模与控制方法的研究

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1、分类号：TP13密级：UDC：621.3编号：河北工业大学硕士学位论文大截面热钢坯动态焊接建模与控制方法的研究论文作者：李晓阳学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：控制工程指导教师：王宏文职称：教授ThesisSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofControlEngineeringTHEANALYSISOFMODELINGANDCONTROLMETHODOFDYNAMICWELDINGOFTHELARGECROSSSECTIONHOTBILLETbyLiXiaoyangSupervisor:Pr

2、of.WangHongwenDecember2014摘要闪光对焊是一项在现代工业生产中广泛使用的技术。由于工业的现代化发展，在焊接过程中不仅对液压装置的传动性能提出了更高的要求，而且需要焊接设备在受到干扰的情况下具有更高的跟踪精度，尤其对存在大容量、大扰动的大截面热钢坯动态焊接提出了更高的要求。通过计算机仿真软件对系统进行建模和仿真分析是一种很好地解决方法，充分利用该技术去进行系统设计和预测系统性能能够节省大量的时间。通过仿真技术，采用更加适合的焊接方法对液压伺服系统的动态焊接过程进行建模与仿真分析，完成优化控制系统、缩短设计周期以及提高系统效率的目的。本文通过对各种传动控制方式的对

3、比分析，最终采用了液压传动控制系统，并且在对主要液压元件原理、特性以及结构进行分析的基础上，得到了液压伺服系统的数学模型，建立了液压伺服控制系统的仿真模型。分别介绍了液压伺服系统的Ⅱ型PID控制、二次型最优控制以及自抗扰控制的基本理论，最后利用AMESim建模与仿真软件以及MATLAB软件对液压伺服系统进行了建模仿真和对比分析；最后结果表明：通过计算机仿真软件对液压伺服控制系统进行建模和分析是一种很有效方法。在仿真过程中可以得到液压伺服系统Ⅱ型PID控制的动态跟踪精度不高但其抗扰动能力比较好；二次型最优控制器的动态跟踪能力较高，但鲁棒性较弱；自抗扰控制的鲁棒性较高，适合应用于大截面热

4、钢坯的动态焊接。关键词：闪光对焊液压伺服系统Ⅱ型PID控制二次型最优控制自抗扰控制IABSTRACTFlashbuttweldingtechniqueiswidelyusedinmodernindustrialproduction.Withthedevelopmentofmodernindustry,itnotonlyputforwardhigherrequestonthehydraulicdevicetransmissionperformance,butalsoneedahighertrackingaccuracyundertheconditionoftheinterference

5、,especiallyfortheprocessoflargecrosssectionhotbilletdynamicweldingwhichhasthecharacteristicsofhigherpowerandlargerdisturbance.Inthiscase,modelingandsimulatedanalysisusingthecomputersimulationtechnologyisofgreatimportance.Computersimulationtechnologycannotonlypredictthesystemperformance,butalsor

6、educethetimeofproject.Bytheanalysisandevaluationoftheoverallweldingprocessofthehydraulicservosystemandchooseingthereasonableweldingmethod,computersimulationtechnologycanoptimizethesystem,shortenthedesigncycleandgetamoreefficientsystem.Basedonthecomparisonandanalysiswithkindsoftransmissioncontro

7、lmode,finallythearticleadoptedthehydraulictransmissioncontrolsystem.Onthebaseoftheanalysisontheprinciple,characteristicsandstructureofthemainhydrauliccomponents,thisarticleestablishedthemathematicalmodelandsimulationmodelofhydraul