[00862449]等温锻造液压机超低速多点调平控制系统

1、任务来源：等温锻造液压机超低速多点调平控制系统研制任务源于以下三个横向委托项目：(1)红原航空锻铸工业公司THP10-10000等温锻造液压机项目；(2)西北工业大学THP10-630等温锻造液压机项目；(3)宝钢股份特殊钢分公司THP10-6300等温锻造液压机项目。2、应用领域和技术原理：该成果可应用于各种大吨位精密型锻造液压机的控制系统构建。该成果应用的技术原理包括自动控制理论、离散控制理论、模糊控制理论和自适应控制理论等。3、主要性能指标：最低可控速度0.002mm/s调平精度0.008mm/m。4、与国内外同类技术比较：目前，中国对高精度等温锻造液压机专用控制系统，特别是专用控制策略等方面的研究很少，对超低速控制和多点调平两个技术难点还没有成熟的解决方案，文献可查到的技术参数远差于该系统所达到的指标(最低可控速度0.05mm/s，调平精度0.14mm/m)；由于锻压机对国家装备制造业和国防建设具有重要的影响，国外公布的研究成果很少，对锻造液压机超低速控制和调平控制策略的研究以及达到的精度指标未见报道。5、成果的创造性、先进性：该项目完成了超低速多点同步控制策略研究，完成THP10-10000型、THP10-630型和THP10-6300型等温锻造液压机超低速多点调平控制系统研制。已申请发明专利2项、授权实用新型专利2项(ZL200720098672.6液压机的超微速控制系统、ZL200720098674.5液压机的PLC终端控制连接结构)，发表论文3篇。主要技术创新点包括：(1)针对大型锻造液压机工作过程中超低锻造速度和多点平衡压制两个技术要求，基于液压系统原理和刚体受力分析，建立单缸、四缸、五缸等温锻造液压机系统数学模型，并根据现场数据进行参数修正，完成模型验证。(2)使用变采样周期的测量和控制方法解决THP10-630型等锻造液压机超低速测量与控制问题。(3)使用双闭环控制方案实现了THP10-10000型等温锻造液压机多点同步控制：滑块整体速度为外环，四角位置为内环；内环采用智能PID控制，依据偏差使用模糊控制调节主液压缸进油量。(4)在THP10-6300型等温锻造液压机调平控制中提出虚拟轴的概念，使用基于虚拟轴的自适应方法解决了柱塞缸调节失效问题，提高了多点调平的响应时间，利于在快速系统中推广应用。6、作用意义(直接经济效益和社会意义)：该成果已由天津天锻压力机有限公司应用至数控等温锻造液压机系列中11个规格产品的控制系统开发，2006～2008年度该企业累计销售各种规格数控等温锻造液压机30台，新增销售收入3.2586亿元、利税8146.5万元。产品销售至陕西红原航空锻铸工业公司、上海宝钢集团有限公司等20家国家骨干企业，用于铝合金、钛合金、高温合金锻件制造，满足了中国航空工业发展和国防建设的需求。7、应用前景：国产等温锻造液压机精密度较低，很多锻件只能依赖进口。以精密钛合金锻造为例：钛是“大型飞机”、“载人航天和探月工程”国家科技重大专项最重要的航空材料，中国钛资源和原料生产能力世界第一，但加工成钛材的能力仅为50%，大型精密钛合金锻件只能依赖进口。等温锻造液压机超低速多点调平控制系统研究成果得到推广后，将提高中国大型精密锻件的生产能力，为国家节约大量外汇。中国3万台锻造设备中，自由锻锤占88%，模锻设备仅占12%，用于等温锻造工艺和大型锻件生产的锻造液压机极为缺少。随着汽车、航空航天以及国防工业的进一步发展，对大吨位、精密型等温锻造液压机的需求还将增加，该控制系统成果推广将有广阔的市场前景，也会促进汽车、航空、航天以及国防工业的进一步发展。