基于LQR的剪切_闪光对焊机位置伺服控制建模与仿真.pdfVIP

第 3 1卷 第 1期 焊 　 接 　 学 　 报 Vo l. 3 1 　No. 1 2 0 1 0 年 1 月 TRAN SACTION S OF THE CH INA W ELD IN G IN STITU TION J anuary 　 2 0 1 0 基于 LQ R 的剪切 —闪光对焊机位置 伺服控制建模与仿真 　　　　　　　王宏文 , 　李 　扬 , 　冀海亮 , 　王永伟 ( ) 　　　　　　　　　　　 河北工业大学 电气与自动化学院 , 天津 　300 130 摘 　要 : 分析了剪切 —闪光对焊的工艺过程及各阶段的作用 ,指出保证焊接质量的关 2 键因素是在保证焊接电压的前提下使待焊工件按给定的位移曲线 s = k t 运动 ,建立了 液压伺服控制系统的数学模型 ,并对线性二次型控制的基本原理进行了详细的阐述 ,利 用 AM ESim 建模与仿真软件对液压伺服控制系统进行了分别采用 LQR 控制与 P ID 控 制的仿真对比试验. 结果表明 ,将 LQR 算法用于 “剪切 —闪光对焊 ”中 ,位置跟踪误差 是传统 P ID 控制器的六分之一 ,更能满足 “剪切 —闪光对焊 ”工艺对位置伺服系统的要 求. 关键词 : 线性二次型调节器控制 ; 位置伺服控制 ; 建模环境工程系统仿真软件 中图分类号 : TP202　　文献标识码 : A 　　文章编号 : 0253 - 360X (2010) 01 - 0041 - 04 王宏文 0　序 　　言 而成的液压装置. 控制元件可以是液压控制阀或液 压伺服型的变量泵等 ,执行元件可以是液压缸及液 剪切闪光对焊的基本过程分为预热 、闪光和顶 压马达等. 锻. 预热可以提高焊件的端面温度 , 以便在较高的 通过对具有代表性的阀控缸装置进行分析 ,得 起始速度或较低的设备功率下顺利地开始闪光 ; 闪 出其数学模型 [ 2 ] 光的实质是称作过梁的液态金属在焊件的间隙中形 阀的线性化流量方程为 Q = k x - k p ( 1) 成和快速爆破的交替过程 , 以此使焊件沿纵深加热 L q v c L 到合适且稳定的温度分布状态 ;顶锻则是一个快速 式中: QL 为负载流量 ; pL 为负载压力 ; xv 为滑阀阀 的锻击过程 ,使焊件获得必要的塑性变形 ,从而使焊 芯的位移 ; kq 为 阀的流量放大系数 ; kc 为 阀的流 件界面消失 ,形成共同晶粒. 在剪切闪光对焊机中 量 —压力放大系数. 决定焊接质量最关键的问题是在保证焊接电压的前 液压缸的流量连续性方程为