反重力鑄造精密控制的關(guān)鍵參數(shù)分析及卡爾曼濾波估計(jì).pdf

1、反重力鑄造是一種獲得大型優(yōu)質(zhì)構(gòu)件的理想方法，它的一個(gè)主要特點(diǎn)是金屬液在壓力作用下結(jié)晶和凝固成形，從而提高鑄件的性能和質(zhì)量?，F(xiàn)有的反重力鑄造的鑄造方法，多強(qiáng)調(diào)壓力的控制精度，更多的關(guān)注鑄件結(jié)晶凝固的過程來保證工藝要求，而由于系統(tǒng)具有非線性特征，對充型的動(dòng)態(tài)過程研究并不深入。隨著工藝的發(fā)展和小型精密構(gòu)件在反重力鑄造中的需求，提出了反重力精密鑄造的問題，它要求能夠精確的控制充型動(dòng)態(tài)過程中的升液速度，由于在高溫熔融的金屬液中速度難以測量，需要我

2、們對其進(jìn)行控制方法上的研究，來解決充型速度的控制問題。針對這一點(diǎn)，本文主要做了如下工作：
　?。?）從精密控制的角度定性分析整個(gè)鑄造澆注過程，針對反重力精密鑄造問題，確立要研究的控制過程和控制對象，對關(guān)鍵的控制參數(shù)進(jìn)行工藝的研究，并給出選擇方法，使整體工藝控制過程順利進(jìn)行。
　?。?）對反重力鑄造的動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行了建模分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并有此分析得出，由于這一動(dòng)態(tài)模型是一個(gè)復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，具有滯后性，現(xiàn)行的鑄造控制方法無法對充

3、型速度進(jìn)行精確的控制。
　?。?）為了適用控制理論，解決反重力精密鑄造的問題，對其控制過程進(jìn)一步進(jìn)行了s域的研究，并作線性化處理，得到了反重力鑄造過程的控制描述，同時(shí)研究控制方案，可以通過構(gòu)建狀態(tài)觀測器的方法，由系統(tǒng)輸出（充型壓力）來對狀態(tài)變量（充型速度）進(jìn)行估計(jì)。
　?。?）鑒于卡爾曼濾波方法是一種良好的動(dòng)態(tài)測量方法，可以對目標(biāo)進(jìn)行跟蹤和預(yù)測，其估值是最小方差估計(jì)，同時(shí)考慮到反重力鑄造過程具有眾多噪聲的干擾，采用卡爾曼濾波