無頭連續(xù)軋制移動式閃光焊機(jī)智能化控制的研究.pdf

1、無頭軋制是一個集冶金/機(jī)械/電氣/液壓/材料/焊接/計算機(jī)控制等多技術(shù)相互交融的復(fù)雜系統(tǒng)，其運用焊接方法，把鋼坯頭與尾焊接在一起，連續(xù)不斷地把鋼坯送進(jìn)軋機(jī)進(jìn)行連續(xù)軋制。無頭軋制技術(shù)的難點是鋼坯的連接技術(shù)問題，即要在非常短的時間內(nèi)將高速運動的鋼坯連接起來。對于大截面鋼材的焊接，通?？梢圆捎秒姶鸥袘?yīng)焊/激光焊和閃光對焊等。目前國外多采用閃光對焊技術(shù)來實現(xiàn)鋼坯的連接。本文針對無頭軋制技術(shù)的要求，對移動式閃光焊機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)—液壓系統(tǒng)精確控制，大

2、功率主電路設(shè)計以及焊機(jī)行走系統(tǒng)的同步控制進(jìn)行了深入的研究。 液壓系統(tǒng)精確控制是無頭軋制閃光焊機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)之一，考慮到在焊接的閃光階段，為保證焊接的順利進(jìn)行，動夾具的送進(jìn)速度必須等于閃光燒化速度，提出了參數(shù)自調(diào)節(jié)模糊—單神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制方法，該方法采用模糊技術(shù)對單神經(jīng)元學(xué)習(xí)速率進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，在線調(diào)整控制器的學(xué)習(xí)速率，將模糊控制和單神經(jīng)元控制并行結(jié)合，發(fā)揮兩種智能控制方法的優(yōu)勢，實現(xiàn)頂鍛液壓系統(tǒng)的高精度位置跟蹤。在閃光焊接的頂鍛階段，

3、頂鍛液壓缸的輸出力盡可能保持一致且同時達(dá)到最大，針對存在機(jī)械耦合的液壓并聯(lián)同步加載系統(tǒng)，采用二級模糊自調(diào)整PID控制策略，第一級模糊PID控制應(yīng)用于基準(zhǔn)通道，第二級模糊PID控制應(yīng)用于同步通道，實時地調(diào)整PID參數(shù)以達(dá)到系統(tǒng)的同步運動。仿真結(jié)果表明該控制方法能有效減少兩個系統(tǒng)的壓力動態(tài)同步誤差。 閃光焊機(jī)的電源系統(tǒng)具有多變量/強(qiáng)耦合/非線性和時變性的特點，很難建立其精確的數(shù)學(xué)模型，本文在Simulink環(huán)境下對閃光焊機(jī)的電源整體

4、(包括“功率變換器－數(shù)字控制系統(tǒng)－動態(tài)電阻負(fù)載”)進(jìn)行了建模和仿真研究，建立基于Simulink功率模塊的具有非線性特征的主電路模型以及動態(tài)電阻負(fù)載模型。研究表明，所建模型能夠真實的模擬閃光焊接的動態(tài)過程，為閃光焊機(jī)電源系統(tǒng)的可靠控制提供了理論依據(jù)。 閃光焊機(jī)行走過程中存在靜摩擦/庫倫摩擦及粘性阻尼，其行走同步系統(tǒng)是一個典型的大慣性/非線性系統(tǒng)。針對閃光焊機(jī)行走同步控制，建立了行走同步控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，制定了基于遺傳算法和BP