内高压成形机位置同步控制系统试验研究

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目内高压成形机位置同步控制系统试验研究作者姓名王立新学位类别工程硕士指导教师刘福才教授2016年5月中图分类号：TP274+.2学校代码：10216UDC：621.3密级：公开工程硕士学位论文(工程设计型)内高压成形机位置同步控制系统试验研究硕士研究生：王立新导师：刘福才教授副导师：张立晨高级工程师申请学位：工程硕士工程领域：控制工程所属学院：电气工程学院答辩日期：2016年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinContr

2、olEngineeringEXPERIMENTALRESEARCHONTHEPOSITIONSYNCHRONOUSCONTROLSYSTEMOFINTERNALHIGH-PRESSUREFORMINGEQUIPMENTbyWangLixinSupervisor:ProfessorLiuFucaiYanshanUniversityMay,2016燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《内高压成形机位置同步控制系统试验研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间

3、独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《内高压成形机位置同步控制系统试验研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的

4、复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要异形构件在保证强度的前提下尽可能地减轻重量，是汽车和航空航天等领域一直追求的目标，为实现这一目标通常采用空心截面异形构件，而传统的加工方式已经无法满足该种构件的生产要求，内高压成形技术应运而生。目前，内高压成形生产的关键技术是轴向位移

5、和内高压压力的配合控制，实际生产中对两者合成加载曲线的跟踪控制效果直接决定了生产的构件是否合格，优良的水平液压缸位置同步控制可以显著提高生产效率和成品合格率，因此，对内高压成形机水平液压缸位置同步控制进行研究具有重要的现实意义。本文主要研究的内容如下：首先，参考国内外相关技术进展和文献，分析内高压成形机工作原理及其水平液压缸位置同步控制的特点与重要性，分析内高压成形机水平液压缸位置同步控制的国内外研究现状及不足，进而提出本文主要解决的问题。其次，针对内高压成形机液压系统建立了包括电液比例放大器、电

6、液比例方向阀、非对称液压缸以及位移传感器在内的电液比例控制系统数学模型，并根据所搭建的内高压成形试验平台液压系统进行了仿真参数计算，然后进行PID控制和线性自抗扰控制的仿真对比研究。再次，针对PLC广泛工业应用的背景，设计并搭建了内高压成形试验平台PLC控制系统，采用S7-300PLC作为下位机，WinCC作为上位机。水平液压缸位置同步PID控制采用西门子FM355C专用闭环模块实现，试验表明其控制性能优于PLC集成的闭环控制功能函数FB41，得出采用PID为控制算法、PLC为控制核心的水平液压缸

7、位置同步控制系统可以较好地完成同步控制，达到了内高压成形的生产要求。最后，为进一步提高控制性能，综合利用PLC稳定性好、计算机控制实时性高的控制优势，设计并搭建了基于“PLC+工控机”的内高压成形试验平台控制系统。进而，设计了OPC客户端程序以实现PLC和工控机间的实时数据交换，并编写了水平液压缸位置同步控制的线性自抗扰控制程序。试验结果表明，线性自抗扰同步控制精度优于PID控制，设计的“PLC+工控机”系统的控制性能优于单一的PLC控制，可满足更高的内高压成形控制要求。关键词：内高压成形；液压缸

8、位置同步；试验平台；PID控制；线性自抗扰控制；试验研究I燕山大学工程硕士学位论文AbstractUndertheprerequisiteofguaranteeingintensityofprofiledcomponents,theautoandaerospacefieldsandotherfieldsofthekindhavebeenlongcommittedtothegoalofreducingtheirweight.Totheend,thehollowedcross-sect