广一泵丨高频小行程控制特性

对于锻件精整工艺而言，要求水压机的活动横梁能够在小行程压下量的情况下实现一定频次的高频快速锻造。为了解锻造频率对水压机的控制特性影响，图1至3给出了锻造频次分别为每分钟10次、30次和45次时的锻造实验测试曲线和仿真曲线，对应的活动横梁位移为60mm。高频小行程锻造采用自动控制模式，由计算机自动地给出活动横梁给定 位移轨迹对应的电压信号，用于控制水压机活动横梁的运动，为使高频锻造时活动横梁运行平稳，需保证其运动速度不会发生较大的突变，给定 位移信号一般为正弦或类正弦轨迹。
在工程上，在每分钟10次和30次锻造频率下的给定 位移为正弦与斜坡复合，以使活动横梁在空载充液和回程时的位移跟随正弦信号，在加压工进时跟随斜坡信号，有利于提高锻件的高频锻造精度，广一泵业分析其原因在于：采用这种曲线轨迹，活动横梁在一个周期的运动过程中，缩短了诸如空程充液和回程等对锻造精度不产生影响的环节所需的时间，有效地延长了加压工进环节的时间，使水压机能够有更多的时间建立压力，完成工件的锻造。而每分钟45次锻造频率的给定 位移信号完全采用了正弦信号，这是由于在每分钟45次或更高频率下大多用于锻件的表面精整，不需要水压机提供很大的力，此时更为关注的是活动横梁能否对锻件进行高频的打击。
对比图1至3可以看出，三种锻造频次下水压机的活动横梁位移均能够跟随给定的位移曲线，但存在着不同的幅值衰减和相角滞后。对应于锻造频次为10次/min、30次/min和45次/min，活动横梁的实测位移与给定 位移的幅值差分别约为0.1mm、0.5mm和2mm，滞后时间分别约为50ms、200ms和300ms。可见，水压机在高频小行程的自动控制模式下，其控制特性仍比较理想，且随着锻造频次的增加，控制特性变差。
对于活动横梁的位移曲线而言，仿真与实验的吻合度较好，但由于仿真模型的初始状态为零，其位移曲线初始阶段存在着一定的纯滞后时间，而实验曲线是在水压机运行过程中测试的，其位移曲线的初始阶段是连续的。主分配器主轴的转角仿真曲线与实验曲线的变化趋势基本一致，可见在自动控制模式下液压伺服控制和主分配器的仿真模型是较为准确的，由于篇幅所限，而锻造过程中又更为关注与锻造性能直接相关的活动横梁位置控制特性，故在本章后续的曲线中将只给出活动横梁的位移曲线。
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