基于遗传PID的巨型模锻液压机的同步系统研究

摘要

巨型模锻液压机是生产航空航天用大型零部件的关键设备，目前国民经济迅速发展、工业水平迅速提升，对大型模锻件的尺度、精度和质量提出了更高的要求，现有巨型模锻装备的功能已经不能满足这种迫切需求。因而，巨型模锻液压机的开发与研制已经成为重型机械行业关注的焦点，也成为了国家势在必行的攻关项目。
　　本论文旨在研究巨型液压机的系统动态特性与控制策略。首先介绍了巨型模锻液压机同步系统工作原理以及国内外发展现状，对影响同步系统控制精度的因素进行了分析，建立同步系统的活动横梁与同步液压缸的数学模型。从液压系统的控制要求出发，以工业控制计算机为上位机，西门子S7-300系列PLC为下位机确定了其PLC控制系统的总体设计方案。采用遗传算法对同步系统的PID控制参数进行整定，以此实现活动横梁的水平位置控制。并对遗传算法进行改进，利用自适应遗传算法的优势来弥补基本遗传算法的编码长度与参数精度的矛盾，以此来获得更好的控制效果。
　　采用自适应遗传算法的PID控制器应用于巨型模锻液压机同步系统中，并在实验模锻液压机上进行了试验。试验结果表明，所设计的智能算法精度高、控制效果好，符合设计预期。