[发明专利]一种锻造液压机的速度自适应控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种锻造液压机的速度自适应控制方法及系统，属于锻造液压机的速度控制领域，包括：S1、在装备调试阶段，选择典型速度的分段调节，通过离散PID控制算法进行闭环控制，并确定不同速度段的基础工作速度PID参数；S2、在装备投产运行阶段，根据不同锻造液压机在生产不同材质制件时的抗力，同一个制件的不同火次的工作速度，进行PID参数的自动整定。本发明首先，在装备调试阶段确定基础的速度PID参数；然后，在装备投产运行过程中通过遗传算法修正和优化各类产品的速度PID参数；最后，经过长期运行后得到各类产品的自适应参数库，系统可根据工艺参数自动匹配PID参数从而是锻造工艺速度控制更为精准。

技术领域

本发明属于锻造液压机的速度控制领域，具体涉及一种锻造液压机的速度自适应控制方法及系统。

背景技术

锻造液压机隶属于“高档数控机床和机器人”，在国民经济和国防安全中起着重要的保障作用。由锻造液压机所生产的直接可广泛应用于航空航天、核电、新能源汽车和船舶等重要领域。随着我国锻造工艺水平的提高，其对锻造设备的智能化水平和工艺精度也提出了更高的要求，因此，建立一种锻造液压机的速度自适应控制方法及系统，实现锻造工艺速度的精准控制显得十分重要。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种锻造液压机的速度自适应控制方法及系统，首先，在装备调试阶段确定基础的速度PID参数；然后，在装备投产运行过程中通过遗传算法修正和优化各类产品的速度PID参数；最后，经过长期运行后得到各类产品的自适应参数库，系统可根据工艺参数自动匹配PID参数从而是锻造工艺速度控制更为精准。

本发明的第一目的是提供一种锻造液压机的速度自适应控制方法，包括：

S1、在装备调试阶段，选择典型速度的分段调节，通过离散PID控制算法进行闭环控制，并确定不同速度段的基础工作速度PID参数：、和；

S2、在装备投产运行阶段，根据不同锻造液压机在生产不同材质制件时的抗力，同一个制件的不同火次的工作速度，进行PID参数的自动整定。

优选地，S2具体为：

步骤一、计算P、I和D参数；

；

；

；

其中：表示各类模具名称在不同速度下的P参数；表示各类模具名称在不同速度下的遗传算法计算P参数；α表示P参数的自适应项系数；表示各类模具名称在不同速度下的I参数；表示各类模具名称在不同速度下的遗传算法计算I参数；β表示I参数的自适应项系数；表示各类模具名称在不同速度下的D参数；表示各类模具名称在不同速度下的遗传算法计算D参数；γ表示D参数的自适应项系数；

步骤二、对、和进行编码；

参数编码范围为;

参数编码范围为；

参数编码范围为；

、和用三个长度为10位的二进制编码串表示，从而组成一个长度为30位的二进制编码串，中间10位为二进制编码串，最后10位为二进制编码串；

步骤三、建立速度控制评价函数：

；

其中，t1表示峰值时间，t2表示调节时间，s表示超调量，e表示稳态误差，以上四个参数为每次锻造液压机实时速度相关的计算值，a表示峰值时间系数，b表示调节时间系数，c表示超调量系数，d表示稳态误差系数，以上四个参数为调试设置固定值；

步骤四、在装备的每次工作过程中进行一次遗传算法的运算，选择运算采用比例选择算子，互换运算采用单点互换算子，变异运算采用基本位变异算子，设置遗传算法的如下参数：种群大小，终止进化代数，互换概率般，变异概率；

步骤五、对、和参数编码和初始化种群后，根据锻造液压机的工作参数和速度评价函数计算每一个体的适应度，如未满足终止条件则进行遗传操作更新种群，如满足终止条件则进行参数解码并完成参数优化。

本发明的第二目的是提供一种锻造液压机的速度自适应控制系统，包括：