自由锻造液压机控制策略研究

摘要：自由锻造液压机作为金属材料在自由锻造过程中的重要设备，其工作特点决定

了它在工作过程中工作压力高，而且转向较为频繁，这就使得我们必须对自由锻造液压机
进行一种更加精确、平稳的控制。在现阶段我们常见的自由锻造液压机控制方式中，很难达
到我们对于自由锻造液压机的控制要求，文章主要在过去的控制策略的基础上提出一种更
加精确、平稳的控制策略。

 

　　关键词：自由锻造液压机；控制策略；金属锻造

 

　　对于目前市场上出现的自由锻造液压机而言，主要是采用基于油泵传动式的自由锻造
液压机，这种自由锻造液压机在工作过程中压力经常处于

32MPa 左右，而且其流量保持在

每秒钟数十升，其活动控制部件的重量处于数十吨级别。对于目前市场上的这种级别的自由
锻造液压机控制而言，我们不仅需要保证其安全运行，而且要对这种自由锻造液压机进行
更加精确、平稳的控制，因此而言，如何对自由锻造液压机进行科学有效的控制是我们本文
研究的重点，本文主要在过去的控制策略的基础上提出一种更加精确、平稳的控制策略。

 

　　

1 自由锻造液压机的基本控制特点 

　　对于自由锻造液压机的控制而言，由于其工作特点相对较为特殊，一般在控制过程中
我们采用多级阀控制策略，这种控制策略在很大程度上认为是一个非线性控制系统，这就
表明其在控制过程中，一定不能获取到其准确的模型。对于这种情况我们拟采用模糊控制方
式对其进行

 

　　研究。

 

　　自由锻造液压机的基本控制特点：影响自由锻造压机的基本控制的范围相当的广泛，
此外，众所周知速度和平稳度向来是呈反比的，不论采取任何方式一味地追求速度就必定
会对其平稳性造成较大的影响。反之，一味地追求平稳就必定会对其速度造成影响，因此而
言我们需要寻求其中的平衡点，这个平衡点需要我们具有合适的控制

 

　　策略。

 

　　自由锻造液压机活动横梁的控制特点：自由锻造液压机活动横梁作为实现自由锻造的
工具基体，其单位时间的锻造次数高、精度控制高、减震要求好，若想自由锻造液压机活动
横梁实现理想的效果，即必须具有相应理想的主控阀与其配套，选取理想主控阀的目的在
于尽可能地减小液压的冲击和机械的振动。对于自由锻造液压机活动横梁的运行过程中，当
且仅当其按照正弦曲线运动时，其机器运行相对更加精确和平稳，如图

1 所示（图中曲线 a

表示自由锻造液压机活动横梁按照正弦曲线运动）此时运行平稳；曲线

b 为当自由锻造液

压机活动横梁按照正弦曲线运动时对应的速度曲线；曲线

c 表示当自由锻造液压机活动横

梁按照正弦曲线运动对应的加速度曲线。

 

　　图

1 自由锻造液压机按照正弦运动时速度与加速度的关系 

　　从图

1 中可以明显地发现，对于自由锻造液压机活动横梁的运动曲线，我们可以明显

地发现自由锻造液压机活动横梁在运动过程中其速度和加速度的变化相对比较剧烈，这种
变换方式是不提倡的，我们需要对其进行相应的变换。改正策略如下：我们对其位移曲线进
行适当的控制，使其在运动过程中，自由锻造液压机活动横梁的运动轨迹、速度以及加速度
不出现不衔接的现象，这就使得控制结果在实际运行过程中为实际的正弦曲线，其实际的
运行周期为运行波峰和运行的波谷。

 

　　

2 预测模型控制策略 

　　自由锻造液压机的基本控制策略必须满足以下三个关键性的要求：第一，必须具有包
含自动控制的特性，具有智能化控制策略；第二，必须具有能够控制大惯量的设备，例如