[發明專利]用于復合材料壓機的力矩調平控制方法及調平裝置

有效

• 申請號: 201710521828.5
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107263890B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 杜恒;蔡文杰;田述清;徐志明;謝劍林;陳遠;施躍文;王琳;陳淑梅;陳暉
• 申請（專利權）人: 江西海源復合材料科技股份有限公司
• 主分類號: B29C70/54
• 分類號: B29C70/54;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 福州科揚專利事務所(普通合伙) 35001
• 代理人: 羅立君

本發明涉及用于復合材料壓機的力矩調平控制方法及調平裝置，所述控制方法包括四個豎直設置在滑塊四角下方的調平液壓缸，通過滑模變結構控制算法控制每個調平液壓缸的目標調平輸出力作用于滑塊上，以實現對滑塊的精確水平控制；以解決在高速調平系統中存在調平效率低，調平精度不高及抗干擾能力不強等問題。同時在壓機快速壓制過程中，通過設計基于雙曲正割函數改進趨近律的最優滑?？刂扑惴?，以獲得最優的目標輸出調平力作用于滑塊上，使滑塊盡可能快速穩定的實現水平控制，改善在調平過程中，調平系統對主缸有較大的沖擊與振動，提高系統的穩定性及調平精度。

技術領域

本發明涉及一種被動式力矩調平控制方法，特別涉及用于復合材料壓機的力矩調平控制方法及調平裝置。

背景技術

復合材料壓機是制造新型復合材料制品的重要裝備之一，其優點在于自動化程度強、工藝技術簡單、成型精度高、成型質量好、可實現一次成型以及可連續壓制，而廣泛地應用于飛機、航天、潛艇、汽車等高新技術領域。然而液壓機壓制成型的過程中，由于主缸與回程缸的壓力分布不均、復合材料制品的形狀和溫度的差別，導致系統具有較強的偏載特性，如不平衡上述原因所導致的偏載，將使得滑塊發生傾斜，從而影響復合材料制品的精度甚至損壞模具。

為保證制品精度以及保護模具，考慮到主缸、回程缸以及復合材料所造成的傾覆力矩對整個壓機系統的影響，目前最常用的手段是設計四角調平系統以平衡傾覆力矩。其設計和改進由以下兩方面構成：一方面為液壓系統方面，另一方面為控制算法方面。(1)液壓系統方面：通過主動式調平或者被動式調平來實現滑塊的快速水平控制(參考專利200910070144.3、201010243672.7、201110183255.2)；(2)算法優化方面:采用不同的控制策略進行同步位置控制(參考專利200910190950.4、201110182802.5、201210374508.9)；或采用MIMO隨動模糊控制方法與面調平方法相結合，實現多點解耦自動調平(參考專利200810055292.3)；或采用調平調速雙閉環的控制算法實現高精度控制(參考專利201110278650.9)?，F有專利設計有助于平衡系統的偏載特性的應用要求，但仍存在以下一些不足，主要表現為：

(1)現有的液壓系統方面，主動式調平方式，雖然消耗的能量小，但是其安裝較為復雜，且在高速調平的過程中，控制較難。被動式調平系統雖然安裝簡單，但是對滑塊的運動有阻礙的作用，使得系統的調平效率不高。

(2)現有的調平控制方法，大部分控制策略是采用以四個調平液壓缸的位移的平均值為虛擬軸，四個調平液壓缸跟隨其虛擬軸，以實現四個調平液壓缸對滑塊進行調平，雖然能夠進行自動調平，但是無法得到準確的調平輸出力，其響應速度和調平效率較難滿足快速調平的要求。

(3)在算法改進上，現有的調平控制方法多通過各個調平液壓缸跟蹤虛擬軸的同步位置PID控制算法進行調平控制。由于系統具有多輸入多輸出系統、耦合系統、過驅動系統特性，導致PID控制器的控制參數調節困難，且難以保證在快速調平工況下具有高精度的要求。對于一些改進的算法，雖然在控制器設計上考慮了系統特性，能夠滿足系統的調平要求，但是控制算法復雜，將其算法應用于工程實踐中較難。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供用于復合材料壓機的力矩調平控制方法及調平裝置，以解決在高速調平系統中存在調平效率低，調平精度不高及抗干擾能力不強等問題。同時在壓機快速壓制過程中，通過設計基于雙曲正割函數改進趨近律的最優滑?？刂扑惴?，以獲得最優的目標輸出調平力作用于滑塊上，使滑塊盡可能快速穩定的實現水平控制，改善在調平過程中，調平系統對主缸有較大的沖擊與振動，提高系統的穩定性及調平精度。

本發明的技術方案如下：

用于復合材料壓機的力矩調平控制方法，在滑塊四角下方分別豎直設置調平液壓缸；包括以下依序進行的步驟：

步驟1：調平開始時，分別采集四個調平液壓缸的位移值；