压铸机实时压射系统的仿真优化及控制策略的研究

摘要

本文以压铸机实时压射系统作为主要工程对象，建立了该系统的仿真模型，开发了该类系统的仿真平台。通过仿真模型，分析了各参数对系统性能的影响，为此类系统的设计提供了参考。针对原系统在工程应用中存在的问题，提出了优化的方案并对其进行了仿真和试验验证；通过理论分析，仿真和实验对压铸机压射系统的控制策略进行了初步的研究。
　　 第一章绪论中，首先对以下几方面的内容进行了综述：压铸机的分类和发展；压铸机电液控制系统的发展和现状；液压系统仿真技术的发展。在此基础上，论述了本课题的研究背景、研究意义、研究内容、拟采用的研究方法和技术路线。
　　 第二章分别从频域和时域两个角度，建立了构成压铸机实时压射系统的主要元件——蓄能器(活塞式蓄能器)、二通插装式换向阀、插装式比例节流阀和负载的数学模型，在此基础上建立了压铸机实时压射系统的频域分析模型和时域仿真模型。
　　 第三章通过仿真研究了各可调参数对压铸机实时压射系统静动态特性的影响；仿真过程再现了启动冲击问题，针对此问题，提出了优化的方案并对其进行了仿真和试验验证。
　　 第四章通过理论分析，仿真和试验对压铸机速度控制系统的控制策略进行了初步的研究，提出了适合压铸机速度控制系统的控制策略。
　　 第五章概括了全文的主要研究成果，并展望了今后需要进一步开展的工作。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1 绪论

1.1压铸工艺介绍

1.2压铸机的分类及发展

1.2.1压铸机的分类

1.2.2国外压铸机的发展

1.2.3国内压铸机的发展

1.2.4压铸机的发展趋势以及国内外压铸机的差距

1.3压铸机电液控制系统的发展及现状

1.3.1压铸工艺参数手动调节控制系统

1.3.2压铸工艺参数电液比例调节控制系统

1.3.3压铸工艺参数电液伺服调节控制系统

1.4压铸机实时控制系统的构成及工作原理

1.5液压系统仿真技术的发展及现状

1.6课题研究的意义、主要研究内容及方法

1.6.1课题研究的意义

1.6.2主要研究内容

1.6.3研究方法

2 压铸机实时压射系统的数学模型

2.1引言

2.2频域模型

2.2.1蓄能器的频域模型

2.2.2二通插装式换向阀和插装式比例节流阀的频域模型

2.2.3插装式伺服阀的频域模型

2.2.4负载的频域模型

2.2.5压铸机实时压射系统的频域模型

2.3基于AMESim的液压系统建模方法

2.3.1仿真软件介绍

2.3.2基于元件的模型库

2.3.3基于元素的模型库

2.4时域仿真模型

2.4.1蓄能器的仿真模型

2.4.2二通插装式换向阀和插装式比例节流阀的仿真模型

2.4.3插装式伺服阀的仿真模型

2.4.4负载的仿真模型

2.4.5压铸机实时压射系统的仿真模型

3 压铸机实时压射系统的仿真优化

3.1引言

3.2可改变的系统参数

3.3仿真结果与分析

3.3.1伺服阀阶跃响应时间对压射升速时间的影响

3.3.2伺服阀通流能力对最大压射速度的影响

3.3.3比例节流阀阶跃响应时间对建压时间和增压时的冲击波值的影响

3.3.4蓄能器充气体积对最大压射速度的影响

3.3.5执行器结构尺寸对系统的影响

3.3.6小结

3.4实时压射系统的优化

3.4.1问题描述

3.4.2解决方案及其比较

3.4.3仿真及试验研究

4 压铸机速度控制系统的速度控制策略研究

4.1引言

4.2系统的频域及稳定性分析

4.2.1开环传递函数

4.2.2频域仿真

4.3压铸机速度控制系统时域仿真研究

4.3.1系统开环阶跃响应

4.3.2系统闭环比例控制

4.3.3系统闭环校正分析

4.3.4系统闭环积分控制

4.3.5基于静态逆控制和PD反馈控制的研究

4.4试验研究

4.4.1试验台及控制实现方案介绍

4.4.2闭环控制试验研究

5 总结及展望

5.1本文总结

5.2研究展望及后续工作

参考文献

攻读学位期间发表的论文