600kN/1500kN·m锻造操作机控制系统研究

600kN/1500kN·m锻造操作机控制系统研究

论文摘要

锻造操作机是锻造机组的重要组成部分,具有响应快速,控制精度高等特点,而且容易实现计算机自动化控制。本文针对600kN/1500kN?m锻造操作机控制系统的特点,采用基于模糊自整定PID算法的PLC系统,实现锻造操作机的大车行走和夹钳旋转等动作的自动化控制,并通过MATLAB/Simulink和AMESim联合仿真技术对锻造操作机的控制系统进行建模和仿真。基于锻造操作机控制系统非线性的特点,本文提出一种采用模糊自整定PID算法的控制系统。利用MATLAB/Simulink强大的运算能力和AMESim完善的模型库,通过联合仿真技术,建立了锻造操作机控制系统的仿真模型。分别采用普通PID算法和模糊自整定PID算法,在不同负载情况下对比操作机自动控制的精度和响应速度。仿真结果表明,采用模糊自整定PID算法的控制系统鲁棒性更好,控制精度更高。结合锻造操作机的控制特性和用户的生产需求,采用工控机,西门子PLC控制器和触摸屏监视器组成操作机的控制系统,可实现操作机的手动控制,自动控制以及和压机的联动控制。操作机大车最高运行速度达800mm/s,精度±5mm;夹钳旋转速度最快15r/min,精度±1°。控制系统采用Step7编写,通过存储器间接寻址的方式,在PLC上实现基于模糊自整定PID算法的自动控制,有效的提高了操作机的控制精度和响应速度。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 课题背景
  • 1.2 锻造操作机的发展和现状
  • 1.3 锻造操作机控制技术的研究现状
  • 1.4 课题研究的目的及意义
  • 1.5 课题的主要研究内容
  • 2 液压系统建模
  • 2.1 引言
  • 2.2 锻造操作机概述
  • 2.3 锻造操作机液压系统
  • 2.4 锻造操作机数学模型
  • 2.5 小结
  • 3 控制算法
  • 3.1 PID 控制算法概述
  • 3.2 数字PID 控制算法
  • 3.3 模糊自整定PID 控制技术
  • 3.4 模糊PID 控制器的设计
  • 3.5 小结
  • 4 控制系统仿真
  • 4.1 系统仿真方法概述
  • 4.2 基于 MATLAB/Simulink 的位置控制系统建模
  • 4.3 基于 AMESim 和 MATLAB/Simulink 的联合仿真建模
  • 4.4 仿真结果分析
  • 4.5 小结
  • 5 控制系统设计
  • 5.1 控制系统组成
  • 5.2 控制系统程序设计
  • 5.3 监控系统设计
  • 5.4 小结
  • 6 总结与展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的学术论文
  • 相关论文文献

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