数控折弯机比例伺服控制系统设计与研究

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数控折弯机是利用数控系统的精确定位、检测和控制功能,在力作用下,强制使滑块沿机架导轨上下运动,将工件折制成所需断面形状的精密成形机床。随着比例伺服控制技术和生产工艺的发展,折弯机在控制性能和同步精度等方面的要求不断提高。为适应数控折弯机的发展需求,本文完成了一款折弯机比例伺服控制系统的设计,并对此系统进行了分析和研究。论文主要完成工作如下:基于对折弯机控制性能和折弯精度要求,建立了折弯机的结构模型,完成了数控折弯机比例伺服控制系统的设计,包括电气系统和液压系统的设计和参数选择,并对折弯机比例伺服系统的主要元件构成进行了选型。面向折弯产品质量的提高必然对折弯机加载系统的准确性与快速响应能力提出了的更高的要求。为此,建立了折弯机电液比例伺服控制系统的非线性数学模型,并用奈奎斯特判据和最小相位法验证了系统稳定,且具有一定的稳定储备。针对系统中存在的非线性环节及时变特性,为了消除系统的稳态误差和提高控制精度,提出了PID和Fuzzy-PID控制两种策略,并对其进行了仿真试验。试验结果表明Fuzzy-PID控制技术有效地实现了参数自整定,使系统整体控制性能得到了明显改善,满足了控制系统的要求,从而验证了本设计的实用性和有效性。最后,根据折弯机对于双缸同步精度的要求,针对本文所设计的液压系统,在AMESim中建立了液压同步系统的仿真模型并进行实验仿真;对于仿真结果进行分析,验证了折弯机具有良好的双缸同步性能,满足使用要求;针对不足,研究了影响同步性能的相关因素,并提出改进措施,提高同步控制精度。
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