[发明专利]用于液压机活动梁与调平系统柔性对接的控制系统与方法

说明书

本发明涉及一种用于液压机活动梁与调平系统柔性对接的控制系统与方法。对调平缸的比例伺服阀输入差值相同的指令信号控制调平缸循环下落并采集调平缸位移、无杆腔压力，并记录对应的指令信号；采用神经网络算法对采集的数据进行模型辨识，得到调平缸控制阀阀口流量模型，并计算得到各调平缸速度阀口前馈值；接着，实时采集活动梁及四个调平缸的位置信息，依据位移差计算各调平缸控制阀阀口开度，同时四个调平缸的位移偏差补偿模块对各缸控制阀阀口进行调整补偿；对接后，利用滑模控制器对四个调平缸无杆腔进行压力跟踪控制。本发明采用主缸与调平系统协调控制及四缸协调控制方法，能实现活动梁与液压调平系统的柔性对接，具有较强的工程适应性。

技术领域

本发明涉及液压机技术领域，尤其涉及一种用于液压机活动梁与调平系统柔性对接的控制系统与方法。

背景技术

液压机是运用帕斯卡原理，以液体作为工作介质，采用静压力传递动力进行工作，使活动梁上下运动的机器。液压机作为制造加工业中重要的大型设备，其为大型零件的成型提供了至关重要的作用。为获得成型质量好、加工精度高的产品，高性能液压机应具有压制周期短、活动梁控制精度高、液压系统运行平稳等优点。现阶段，大吨位液压机多采用三梁四柱框架式结构，中间的活动梁在上下梁及四根柱子构成的封闭框架中上下运动，并由装在四根柱子上的导轨进行导向。然而常因受力中心与施力中心不在同一条线上造成活动梁受到偏载力矩，降低压制件成型质量的同时引起机械磨损，长期将降低压机使用寿命。例如在复合材料压机中模具异形容腔和胚料受热不均造成上下模具高精度水平合模困难，降低压制成型精度和增大压机机械磨损。为提高压机的使用寿命、提高模压件的成型质量，常给液压机配备液压调平系统。

该调平系统为最为常用的被动式调平系统，由四个尺寸相同的短行程大直径液压缸构成并安装在下梁的四角，正好与活动梁四角一一对应。当活动梁高速下落到一定位置后与四个在等待位闭环控制的调平缸实现对接，随即调平缸无杆腔进行PID压力闭环控制，之后四缸调平系统在主缸的驱动下向下运动，在此过程中，调平缸实时对活动梁水平度进行调节控制，直到上下模具最终实现合模。在现有专利中，涉及活动梁与四缸调平系统的对接控制策略还存在以下不足：

(1)活动梁与四缸调平系统对接速度无法有效匹配。即由于活动梁惯性较大，二者以较大的速度差进行碰撞对接时会造成四个调平缸无杆腔压力冲击较大，引起机械振动和噪音，长时间高频率的压力冲击将极大缩短压机及关键液压阀件的使用寿命；此外，在刚性碰撞瞬间，活动梁受到调平缸施加给活动梁向上的突变阻力，使得活动梁在对接点出现速度的突变甚至停顿，不利于后续的胚料压制和调平控制，最终将影响产品的成型精度。

(2)调平系统无法与活动梁对接时四角初始水平偏差相适应。即在对接前，调平系统的四个调平缸在等待位进行位置闭环控制时，可以保证其具有一定的水平精度，但活动梁在下落过程中，由于摩擦力、重心偏置等因素的影响，使得活动梁在对接时存在一定的初始水平偏差，当对接时活动梁依次与四个调平缸发生刚性碰撞，引起调平系统初始调平误差，不利于后续的四缸同步控制。

(3)活动梁与调平缸刚性碰撞后调平缸无杆腔压力PID控制抗干扰能力差，调节时间长。活动梁与调平缸对接后，调平缸无杆腔压力突增并发生抖动，为了使调平缸紧贴活动梁及稳定压力，对调平缸无杆腔使用PID压力控制，然而PID控制调节时间长，对耦合干扰敏感，稳定压力的效果有限，不利于后续四缸的调平控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于液压机活动梁与调平系统柔性对接的控制系统与方法，

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于液压机活动梁与调平系统柔性对接的控制系统，包括控制器、调平缸控制阀、调平缸、压力传感器、位移传感器、主缸控制阀、主缸、活动梁，主缸控制阀包括主缸上腔控制阀与主缸下腔控制阀；

所述压力传感器用于检测调平缸的压力信号，并传输给控制器；

所述位移传感器用于检测主缸、调平缸的位移信号，并传输给控制器；