粉末冶金壓機電液控制系統研究

《粉末冶金壓機電液控制系統研究》是依託浙江大學，由魏建華擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：粉末冶金壓機電液控制系統研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：魏建華
• 項目類別：面上項目

項目摘要

本項目主要研究粉末冶金壓機電液控制系統。國內的粉末冶金壓機設備電液系統主要以開關控制為主，而德國、美國、日本等粉未設備製造強國的先進粉未冶金設備都已採用電液伺服比例控制技術。由於開關控制使粉末成型過程不可控，導致成型零件性能與國外先進裝備所產的粉末冶金產品有較大差距。由於粉未負載特性及粉末製品多端面尺寸控制要求，使得其它金屬壓機及陶瓷壓機所用電液伺服比例控制技術不能簡單移植到粉末壓機中來，粉體負載模型的不清晰以及多電液執行器系統耦合這兩個問題制約國內該領域無法運用先進電液控制技術。本項研究擬通過一種分步實時測試方案來對粉體負載模型進行實驗研究，進而得出清晰、準確的粉體負載模型；本項目研究的另一重點為粉體負載情況下粉體負載解耦控制器的設計，利用粉體負載解耦控制器以及相應的先進控制算法，使粉末冶金壓機達到高性能零件的生產要求。

結題摘要

粉末冶金成型設備電液控制系統技術水平已成為制約粉末冶金行業發展的重要因素。德、美、日等製造強國的粉末冶金液壓機均已採用電液比例伺服計算機控制技術，而我國則以開關控制為主，在實現複雜形狀產品壓制動作要求和產品成型控制精度要求上與國外先進設備有很大差距。為探索解決制約我國高性能鐵基粉末冶金零件加工製造、粉末冶金成型設備高精度控制的技術難題，本課題對粉末冶金液壓機中金屬粉末成形負載特性和多液壓缸協同控制問題展開研究。研究取得的主要進展成果包括：1.結合粉末壓制經驗公式，通過實驗測試完善了鐵基粉末密實化成形過程中粉體負載模型，明確電液控制系統的負載特性和控制目標。2.提出了套用自適應魯棒控制策略的液壓比例伺服系統控制方案，實現了粉末冶金液壓機主缸壓制系統的高精度運動控制，開發了減振液壓元件--壓力跟蹤閥，有效的減小了系統振動對電液比例伺服系統平穩運動控制的影響。3.針對粉末密實化成形過程中複雜的負載特性變化，考慮多液壓缸協調運動的耦合作用和系統參數的多變性和不確定性，提出了位移閉環控制和力閉環控制相結合的新型多液壓缸協同控制方法，採用基於模型預測的非線性自適應魯棒控制策略，開發了粉末成型液壓機專用多輸入多輸出系統解耦控制器，實現了粉體負載成型過程中對組合壓制模具協調動作、壓制速度、壓制力等工藝參數的實時控制，提高了系統的動態回響和控制精度，為電液比例伺服計算機控制技術在粉末成型液壓機的套用奠定了理論基礎；4.搭建了多液壓缸驅動的粉末冶金液壓機電液伺服控制系統實驗平台，對提出的粉體負載模型多參數控制和多液壓缸協調控制方法進行了改進最佳化，對設計的專用控制器控制性能進行了實驗驗證。5.開發的套用多液壓缸協調控制方法和專用解耦控制器的試驗樣機經工業現場測試可投入實際推廣生產。已發表和錄用論文7篇，其中5篇已EI檢索，申請發明專利2項，1項已授權；培養博士研究生3名，碩士研究生1名。