自由锻造液压机常锻工况复合控制节能研究

摘要

随着世界范围内的能源危机加重，绿色制造引起了广泛的关注。自由锻造油压机自问世以来其技术和工艺水平迅速发展，目前已经是工业生产中必不可少的设备之一。液压机绝大多数时间工作在常锻典型工况，对于装机功率上千千瓦的大型油压机液压传动系统，其能耗是相当可观的。因此，对自由锻造液压机常锻控制流程、节能控制策略进行研究，提高压机能量利用率，具有重要的现实意义。
　　本文基于20MN电液比例阀控自由锻造液压机，研究操作手柄控制方式以及系统控制流程，综合考虑操作工的操作对压机控制以及能耗的影响，建立液压机电液比例控制系统的能耗计算模型以及基于AMESim的液压系统仿真模型，并通过20MN快锻液压机实验参数进行仿真模型的参数设定。通过仿真分析重点研究液压机在不同的载荷以及操作工操作快慢对常锻液压系统的影响，找出影响系统能量传递效率的因素。
　　提出基于泵口压力负载敏感和速度模糊预测的复合控制策略，通过加入泵口负载敏感控制，使得压机泵口压力与负载相匹配，并且在此基础上加入模糊预测控制，预判压机下一时刻速度值，进而控制压机投入工作的泵台数，使之与系统所需流量相匹配，最大程度的节能降耗，提高系统能量利用率的目的。最后，通过建立AMESim和MATLAB联合仿真模型，对该复合控制策略进行仿真分析。
　　最后依托0.6MN自由锻造液压机进行了普通常锻工况实验研究，由于实验条件限制，只对加入泵口负载敏感控制的效果进行验证，在满足常锻工况的要求下，对比普通常锻液压系统，分析优化后的系统节能效果，验证加入泵口负载敏感控制后，使得常锻工况其系统能量利用率从5.2％提升到9%。

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绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 自由锻造液压机及节能控制系统研究现状

1.3 液压系统复合控制策略研究现状

1.4 课题主要研究内容

第2章 典型自由锻造液压机液压系统能耗分析

2.1 引言

2.2 自由锻造液压机常锻液压驱动系统原理

2.3 自由锻造液压机能耗计算模型

2.4 自由锻造液压机能耗特性分析

2.5 本章小结

第3章 自由锻造液压机复合控制系统节能研究

3.1 引言

3.2 自由锻造液压机复合控制

3.3 自由锻造液压机复合控制系统能耗仿真分析

3.4本章小结

第4章 自由锻造液压机液压系统能耗实验研究

4.1 引言

4.2 0.6 MN锻造油压机实验台概述

4.3 自由锻造油压机常锻系统优化节能实验研究

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢