50MN自由锻造水压机电液伺服控制系统建模仿真

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1、第19卷第16期系统仿真学报©Vol.19No.162007年8月JournalofSystemSimulationAug.,200750MN自由锻造水压机电液伺服控制系统建模仿真姚静，孔祥东，单东升，阚超，权凌霄（燕山大学,河北秦皇岛066004）摘要：大型锻造水压机的电液伺服控制系统的可靠性和鲁棒性直接影响着水压机的使用、人身安全和锻件质量。针对50MN自由锻造水压机负载的不确定性，建立其电液位置伺服系统的数学模型，设计出动态鲁棒补偿器并结合传统的PID控制方法，利用MATLAB/SIMULIN

2、K软件仿真，结果表明动态鲁棒补偿器在水压机电液伺服系统中的应用很好地抑制了外负载干扰，提高了电液控制系统精度和稳定性。关键词：水压机；动态鲁棒补偿器；电液位置伺服系统；主分配器中国分类号：TG315.4+1文献标识码：A文章编号：1004-731X(2007)16-3766-04Electro-hydraulicServoControlSystemModelingandSimulationof50MNWaterPressforFreeForgingYAOJing,KONGXiang-dong,SHA

3、NDong-sheng,KANChao,QUANLing-xiao(YanshanUniversity,Qinhuangdao066004,China)Abstract:Thereliabilityandrobustnessoftheelectro-hydraulicservocontrolsystemforheavy-dutyforgingmachineplayanimportantroleinforgingprocesses.Accordingtoexternalloaduncertaintyo

4、f50MNwaterpressforfreeforging,themathematicmodelwasfounded,andthedynamicrobustcompensatorintegratingwithPIDcontrolmethodwasdesignedandappliedtothemathematicalmodelsimulation.Thesimulatedresultsapprovethatthedynamicrobustcompensatorapplicationrestrainsi

5、nterferencefromextraloadandimprovestheelectro-hydraulicpositionservocontrolsystemaccuracyandstability.Keywords:waterpress;dynamicrobustcompensator;electro-hydraulicpositionservosystem;mainallocatedequipment1配器的摇杆轴中心两侧，各阀按工艺要求设计并分别对称安引言放在摇杆轴两侧并通过阀杆与摇杆轴相

6、连。电液伺服控制系[1]重型机械制造业的发展是国防安全的保障。大型、重统控制两柱塞缸往复动作，利用杠杆原理完成摇杆轴顺时针型产品的生产离不开液压机技术的发展和革新。50MN自由旋转和逆时针旋转，从而驱动各阀开启和关闭来完成活动横锻造水压机采用电液位置伺服控制系统，其响应速度快，控梁“空程快速下降-减速-加压-快速回程-停止”的工作循环。制精度高，能够实现精锻，提高了锻件质量，改善了工人的接工接工[2]接回工作环境。接电液两作中作程缸伺服系统侧缸间缸传统的PID控制方法采用线性定常组合方案，难于协调快

7、速性和稳定性之间的矛盾，在具有参数变化和外干扰的情9泵站况下，其鲁棒性也不够好[3]。在这种情况下，50MN自由锻75381高压水造液压机采用传统PID控制和鲁棒控制相结合的方法，能够使电液伺服系统具有良好的动静态特性和抗干扰能力。426回水1电液伺服控制系统箱1.1电液伺服控制系统控制对象-主分配器10主分配器是水压机系统的关键部件，是水压机操纵系统[3]的控制核心。见图1。它由主分配器阀体、中间缸进排水1回程缸进水阀2回程缸排水阀3中间缸进水阀阀、两侧主缸进排水阀、回程缸进排水阀及单向阀、油压接

8、4中间缸排水阀5两侧主缸进水阀6两侧主缸排水阀力器和摇杆轴组成。各进排水阀采用平衡式原理设计[3]，具7两侧主缸进水阀8单向阀9油压接力器10摇杆轴有良好启闭特性。单向阀相当于安全阀，用于因回程排水阀图1主分配器示意图发生故障而使回程缸压力升高时的安全溢流，从而保护回程1.2电液伺服控制系统负载特性缸及管道。油压接力器的两个柱塞缸的柱塞对称分布在主分电液伺服控制系统的负载特性对整个系统的性能影响收稿日期：2006-06-19修回日期：2007-06-14很大。50MN