第6期
2010年6月
机械设计与制造
Machinery
Design&Manufacture
67
文章编号:1001—3997(2010)06—0067-03
PID控制在高速数控压机液压系统中的应用木
陈洁1原思聪1刘道华l’2
(・西安建筑科技大学机电工程学院,西安710055)(2信阳师范学院计算机与信息技术学院,信阳464000)
PID
control
and
its
application
to the
high speed’numerical control oil-press system
CHEN
JiC,YUAN
Si--congI,LIU Dao-hual
(1School
of Mech.&Elec.Eng.,Xi’an Univ.of Arch.&Tech.,Xi’an
710055,China)
(2School
of Computer&information,Xinyang Normal university,Xinyang
464000,China)
;
【摘要】针对高速数控压初蔽压系统的开发,对比例控制系统进行理论分析与研究,通过对液压系;
;统的建模,建立起比例阀控非对称液压缸的数学模型,根据所研究的实际情况对模型进行必要的分析和;
;修整。并运用仿真软件Matlab分析系统建模级确定PID控制参数,主要对PID控制器进行设计。通过;
i
PID控制器使得高速数控压机系统满足工作要求。
;
;
关键词:PID控制;Matlab仿真;数控压机;电液伺服系统
;
;
【Abstract】R咖r
to
the development
of
the high speed numerical control oil-press system,this
paper;
;lrlaikes口theoretical
analysis
and
study
about
proportional control system.Through setting up
the
mathe-;
;matical
model
ofproportional
valve controlled
non-symmetry
hydraulic cylinder via the hydraulic
system;
。0
modeZ
building.Then analyzes and
modifies
the
modeZ
based
On
the
matter
of
this study,and
simulates舭j
i
model
with
Matlab
software
to
confirm
PID parameters,thus
designs the
PID controller.The high
speed眦一i
i merical
control D以-pTess system
satisfies
the
requirement
of
nolwl应work.
;
i
Key words:PID
control;Matlab
emulator;Numerical
control off-press
system;Electronic
and
i
;hydraulic
proportional contr01
.
;
●OO●C 4●
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中图分类号:,IHl6,TG315.4文献标识码:A
1引言
由于液压机产品总的发展趋势是自动化、高速化、智能化,所
以通过引入各种先进的控制技术,针对电液比例控制系统存在的
问题,提出新的控制思想和策略。在控制环节中引入计算机构成
数字控制器等先进技术手段,提高和改善电液比例控制系统的性
能。在对压机液压系统的精确建模的基础上,通过仿真分析,寻求
压机PID控制的各个控制参数。通过在工作系统中加入这些控制
参数,从而使系统达到稳态,满足工作的基本要求。
2系统工作原理及参数
高速数控压机是制品成型生产中应用最广泛的设备之一。其
基本工作原理是利用液体的压力传递能量以完成各种压力加工m。
系统采用了比例方向阀,偏差信号的检测、校正、放大由电气、电
子元件实现。
2.1压机工作过程
液压缸下降冲压:此时电磁溢流阀上电,系统开始升压工作,
比例阀处于左位开启状态。油缸在比例阀的控制下快速下压,在
接近板材时开始减速,一直到冲压完毕(因为有位移传感器作为
比例阀的反馈输入,所以可以保证冲压到位)。
液压缸快速回程:冲压到位以后,比例方向阀右位开始处于
工作状态,液压缸在比例阀的控制下快速回程,一直到回到液压
缸最上端,同样,因为位移传感器作为比例阀的反馈输入保证了
回程到位。控制系统原理方框图,如图l所示。
2.2系统参数
高速数控压机基本参数:
系统压力:28Mpa;
最大冲压力:200KN(20t);
最大行程:40ram;
冲压频率:200次,Jmin;
3系统的数学模型及仿真分析
(1)比例放大器传递函数:参照一般电液位置控制系统的通
常做法,可看做一比例环节,即:
W。(5)=;:妥=也=o.5AIV
(1)
式中:K。一回路增益。
(2)比例阀传递函数:
哳错雩誊。雾12x(1x缸10-%5.61)(2)
式中:为。一比例电磁阀的电流~力增益;^‰一比例电磁阀的位
移一力增益;k一阀芯对中弹簧的弹簧刚度。
(3)阀控缸的数学模型为:
★来稿日期:2009-08—08★基金项目:陕西省自然科学基金项目(2007E:18)
万方数据