机械压力机滑块位置控制策略的研究与实现

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机械压力机作为无切削成形加工的主要设备,自发展以来,在汽车、机械、电子、国防和航空航天等领域得到了广泛应用。机械压力机属于机械传动类冲压设备,它通过曲柄连杆机构将电动机的旋转运动转变为滑块的往复直线运动,由于滑块是机械压力机工作机构的核心,因此滑块的控制技术也必然是机械压力机的核心技术。滑块停上死点的精度是机械压力机重要的性能指标,它能体现一个国家的压力机制造水平,随着冲压产业的快速发展,对滑块停上死点的精度要求越来越高,但是如何精确地控制滑块停上死点,一直是压力机行业面临的技术难题。  本文根据机械压力机的运行要求,以曲柄滑块式机械压力机为研究对象,研制了机械压力机专用控制器。在此基础上,对机械压力机滑块位置控制策略进行了研究,着重分析了压力机制动角度的预测方法,并在实际样机的滑块停上死点中应用,实验结果验证了控制方法的可行性。本文的工作主要包括以下几个方面:  (1)概述了机械压力机的结构特点、工作原理、功能组成和技术参数,分析了机械压力机滑块的运动特性,研究了机械压力机制动角度与其影响因素之间的关系,建立了机械压力机制动角度的预测模型。  (2)研究了查表估算法、回归分析法和人工神经网络在机械压力机制动角度预测中的应用,对比分析了它们的优劣;提出了基于支持向量机的机械压力机制动角度预测方法,建立了基于LIBSVM的预测模型,并与人工神经网络预测模型进行比较,仿真结果表明支持向量机预测模型的效果好、泛化能力强。  (3)分析了机械压力机控制系统的功能需求,设计了控制系统的总体方案;根据机械压力机滑块位置控制的要求,完成了相关软硬件设计;通过搭建实验平台,验证了研究内容的可行性。
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