专利名称：多缸液压系统的应变速率控制和多点调平控制方法
技术领域：
本发明涉及一种液压机的控制方法，特别是涉及一种用于具有多缸液压系统并且要求速度控制和调平控制的等温锻液压机的多缸液压系统的应变速率控制和多点调平控制方法。
背景技术：
随着液压锻造行业的飞速发展，对于等温锻液压机工作速度和滑块的调平要求也越来越高，随着具有多缸液压系统的等温锻液压投入到生产中，如何更好的控制具有多缸液压系统的等温锻液压机的工作速度和调平也成了迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种达到控制多缸液压系统应变速率和多点调平的多缸液压系统的应变速率控制和多点调平控制方法。本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是，提供一种多缸液压系统的应变速率控制和多点调平控制方法，在程序运行之前，首先将每个缸的位移视为一个轴，分别为第一轴、第二轴、第三轴和第四轴；各缸的平均位移视为一个虚拟轴，为平均轴，平均轴是调平的参考轴，下面所说的滑块位移和滑块速度均指该平均轴而言；控制方法具体包括如下步骤
1)在程序运行开始首先判断滑块是否到达压制区间，是进入下一步骤，否则继续判断滑块是否到达压制区间；
2)判断各轴速度是否等于设定速度，并且，判断各轴的位移差值ep是否满足设定的要求，是控制伺服阀维持上次的开度输出并进入第6步骤，否则进入下一步骤；
3)根据各轴当前位移差值ep和速度差值es筛选出最佳的控制参数；
4)采用调平调速双闭环的PID控制算法控制各个缸伺服阀的开度；
5)各个缸伺服阀按所计算出的控制开度输出；
6)判断滑块是否到达停止位置，是调平调速过程结束，否则步骤2继续。步骤2所述的各轴的位移差值ep，是指每个缸的位移分别与作为虚拟轴的平均轴的位移差，分别对应为印1、印2、印3和印4。步骤3所述的速度差值es，是得到每个缸的位移速度设为V1、V2、V3和V4，设定的平均位移速度为V5，每个缸的位移速度与设定的平均位移速度V的差值就是速度差值es， 分别对应为 esl、es2、es3、es4。步骤3所述的最佳的控制参数，是将在调制的过程中找出效果最好的定为最佳的控制参数。步骤4所述的PID控制算法是采用如下以第一轴为例的调速调平公式，其它轴也相同，即伺服阀的开度
U(t)=U(t-l)+KiXel+KpX (el-elOl)+KdX (el_2Xel01+el02)其中
el=esl+giXepl+gpX (epl-eplOl)；
U(t):当前输出；U (t-1)上一次输出；el:当前差值；elOl 上一次差值； 6102:前一次差值；灯、恥、1((14(14 为各项系数，即所述控制参数灯积分项系数；Kp比例项系数；Kd微分项系数；gi积分项系数；gp比例项系数。本发明具有的优点和积极效果是本发明的多缸液压系统的应变速率控制和多点调平控制方法，通过模糊控制筛选出最佳的控制参数，然后通过调平调速双闭环的PID算法控制多缸系统的应变速率和调平精度。伺服阀控制精度高，可实现多缸液压系统下对滑块多点速率和调平的高精度控制。
图1是本发明的控制流程图。
具体实施例方式为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明本发明的多缸液压系统的应变速率控制和多点调平控制方法如下
本发明的多缸液压系统的应变速率控制和多点调平控制方法，在液压机的液压系统设置力士乐的伺服阀以及在液压机的滑块上设置高精度高传输速度的位移传感器，并通过运动控制器实现伺服阀开口大小的变化进而控制每个液压缸的进油量和进油方向，从而达到控制多缸液压系统应变速率和多点调平的目的。当滑块进入压制区间时，开始通过伺服阀控制流量进而实现滑块的应变速率控制和调平控制。运动控制器通过计算用户设定速度和滑块实际速度的偏差以及滑块多点之间位移差来选择最佳的控制参数，然后通过双闭环的PID控制算法调节伺服阀的开度来控制各个液压缸进油量，从而实现多缸液压系统速度和调平可控。多缸液压系统的应变速率控制和多点调平控制方法具体是在程序运行之前，首先将每个缸的位移视为一个轴，分别为第一轴、第二轴、第三轴和第四轴；各缸的平均位移视为一个虚拟轴，为平均轴，平均轴是调平的参考轴，下面所说的滑块位移和滑块速度均指该平均轴而言；控制方法如图1所示，包括如下步骤
1)在程序运行开始首先判断滑块是否到达压制区间，是进入下一步骤，否则继续判断滑块是否到达压制区间；
2)判断各轴速度是否等于设定速度，并且，判断各轴的位移差值ep是否满足设定的要求，是控制伺服阀维持上次的开度输出并进入第6步骤，否则进入下一步骤；
所述的各轴的位移差值ep，是指每个缸的位移分别与作为虚拟轴的平均轴的位移差， 分别对应为印1、印2、印3和印4。3)根据各轴当前位移差值ep和速度差值es筛选出最佳的控制参数；
所述的速度差值es，是得到每个缸的位移速度设为V1、V2、V3和V4，设定的平均位移速度为V5，每个缸的位移速度与设定的平均位移速度V的差值就是速度差值es，分别对应为 esl、es2、es3、es40所述的最佳的控制参数，是将在调制的过程中找出效果最好的定为最佳的控制参
4数。4)采用调平调速双闭环的PID控制算法控制各个缸伺服阀的开度； 5)各个缸伺服阀按所计算出的控制开度输出；
所述的PID控制算法是采用如下以第一轴为例的调速调平公式，其它轴也相同，即伺服阀的开度
U(t)=U(t-l)+KiXel+KpX (el-elOl)+KdX (el_2Xel01+el02) 其中
el=esl+giXepl+gpX (epl-eplOl)；
U(t):当前输出；U (t-1):上一次输出；el:当前差值；elOl 上一次差值； el02 前一次差值；Ki、Kp、Kd、gi、gp为各项系数，即所述控制参数。系统根据速度差es和调平差印值所在的区间，查表对应出合适的gi、gp值，接着根据公式计算出el值，然后根据el值所在的区间，查表对应出合适的Ki、Kp、Kd值。其中 es.ep.el的区间对应的各项系数值都需要现场调试后确定，调试前只能给出理论区间和理论值。6)判断滑块是否到达停止位置，是调平调速过程结束，否则步骤2继续。由上所述可知，本发明的多缸液压系统的应变速率控制和多点调平控制方法，在等温锻压制工件压制过程中，先通过模糊控制选择最佳的控制参数，然后通过双闭环的PID 算法来实现对多缸液压系统的应变速率和调平的高精度控制。
权利要求
1.一种多缸液压系统的应变速率控制和多点调平控制方法，其特征在于在程序运行之前，首先将每个缸的位移视为一个轴，分别为第一轴、第二轴、第三轴和第四轴；各缸的平均位移视为一个虚拟轴，为平均轴，平均轴是调平的参考轴，下面所说的滑块位移和滑块速度均指该平均轴而言；控制方法具体包括如下步骤1)在程序运行开始首先判断滑块是否到达压制区间，是进入下一步骤，否则继续判断滑块是否到达压制区间；2)判断各轴速度是否等于设定速度，并且，判断各轴的位移差值ep是否满足设定的要求，是控制伺服阀维持上次的开度输出并进入第6步骤，否则进入下一步骤；3)根据各轴当前位移差值ep和速度差值es筛选出最佳的控制参数；4)采用调平调速双闭环的PID控制算法控制各个缸伺服阀的开度；5)各个缸伺服阀按所计算出的控制开度输出；6)判断滑块是否到达停止位置，是调平调速过程结束，否则步骤2继续。
2.根据权利要求1所述的多缸液压系统的应变速率控制和多点调平控制方法，其特征在于步骤2所述的各轴的位移差值ep，是指每个缸的位移分别与作为虚拟轴的平均轴的位移差，分别对应为印1、印2、印3和印4。
3.根据权利要求1所述的多缸液压系统的应变速率控制和多点调平控制方法，其特征在于步骤3所述的速度差值es，是得到每个缸的位移速度设为V1、V2、V3和V4，设定的平均位移速度为V5，每个缸的位移速度与设定的平均位移速度V的差值就是速度差值es，分另丨J对应为 esl、es2、es3、es4。
4.根据权利要求1所述的多缸液压系统的应变速率控制和多点调平控制方法，其特征在于步骤3所述的最佳的控制参数，是将在调制的过程中找出效果最好的定为最佳的控制参数。
5.根据权利要求1所述的多缸液压系统的应变速率控制和多点调平控制方法，其特征在于步骤4所述的PID控制算法是采用如下以第一轴为例的调速调平公式，其它轴也相同，即伺服阀的开度U(t)=U(t-l)+KiXel+KpX (el-elOl)+KdX (el_2Xel01+el02) 其中el=esl+giXepl+gpX (epl-eplOl)；U(t):当前输出；U (t-1):上一次输出；el:当前差值；elOl 上一次差值； 6102:前一次差值；灯、恥、1((14(14 为各项系数，即所述控制参数灯积分项系数；Kp比例项系数；Kd微分项系数；gi积分项系数；gp比例项系数。
全文摘要
一种多缸液压系统的应变速率控制和多点调平控制方法，在程序运行之前，首先将每个缸的位移视为一个轴，分别为第一轴、第二轴、第三轴和第四轴；各缸的平均位移视为一个虚拟轴，为平均轴，平均轴是调平的参考轴；控制方法具体包括如下步骤在程序运行开始首先判断滑块是否到达压制区间；判断各轴速度是否等于设定速度；根据各轴当前位移差值ep和速度差值es筛选出最佳的控制参数；采用调平调速双闭环的PID控制算法控制各个缸伺服阀的开度；各个缸伺服阀按所计算出的控制开度输出；判断滑块是否到达停止位置，是调平调速过程结束。本发明伺服阀控制精度高，可实现多缸液压系统下对滑块多点速率和调平的高精度控制。
文档编号B21J9/12GK102500735SQ201110278650
公开日2012年6月20日 申请日期2011年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者王世东 申请人:天津市天锻压力机有限公司