[发明专利]一种基于PLC的精冲机滑块平滑速度规划控制方法

说明书

本发明涉及一种基于PLC的精冲机滑块平滑速度规划控制方法，通过对运动公式进行转化处理，将精冲机滑块的上行运动划分为的15个区间段，生成速度规划曲线。本发明通过对运动公式转化处理，避免开方等复杂运算，简化了计算过程，可以实现以100HZ的刷新频率给定滑块速度，实时性更好，速度控制精度更高。本发明的曲线规划计算与给定实时速度计算相对独立，降低了PLC同一时间的运算负荷。本发明的滑块平滑速度控制算法，使得滑块运行更加平稳，速度控制更加精准。

技术领域

本发明涉及精冲机领域，更具体地说，涉及一种基于PLC的精冲机滑块平滑速度规划控制方法。

背景技术

近些年来，精冲行业对产品的质量和产量有了更高的目标，因而对国产精冲机的滑块运动性能提出了更高的要求。在对实际精冲机的控制系统设计中，精冲机滑块从零速快速升至快进速度，再由快进速度降低至检测速度，再由检测速度降低至冲裁速度，直至滑块速度降为零，冲裁过程完成，这个过程时间短，响应要求高，是影响精冲机性能的关键指标。目前精冲机的常规控制方法是将阶跃速度指令经过处理后得到斜坡速度信号，然后使用斜坡速度信号进行电机速度控制。但是简单的斜坡化处理会造成加速度不连续，导致速度曲线不平滑，对精冲机液压系统的冲击比较大，影响精冲机的精度和寿命。

目前解决此问题的方法普遍是采用平滑的S型速度曲线来代替斜坡曲线作为速度给定。S曲线算法由于其加速度曲线设计的连续性，能够保证滑块加减速过程中的平滑性，从而减少液压系统的冲击，提高精冲机的精度和寿命。但是，常规S曲线的规划设计在精冲机实际PLC控制系统设计中存在以下问题：

1、由于精冲机滑块的运动可分为四个阶段：①快速合模；②废料检测；③冲裁；④返程。采用常规7段式S曲线算法，滑块整个运动过程被分为28个区间段，计算较繁琐，运算复杂。每个循环周期内进行多次开方运算，极大地增加了PLC的运算负荷。

2、常规S曲线算法通过控制速度增量来规划控制，在高响应控制中无法满足精冲机滑块速度的实时变化要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种基于PLC的精冲机滑块平滑速度规划控制方法吗，可以提高精冲机的控制精度，使设备更加稳定可靠。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于PLC的精冲机滑块平滑速度规划控制方法，包括以下步骤：

S1、将精冲机滑块的运动划分为上行的15个区间段，t1...t15表示各个区间段的运行时间；T0...T15表示各个区间段的起始时间点；v0...v15表示各个区间段的起始速度；Ts表示匀加加速度段时间，Tr表示从静止加速到最大速度所需时间；a_max表示最大加速度，J表示加加速度；

S2、将Ts和Tr作为可调变量，计算a_max＝v3/(Tr-Ts)，J＝a_max/Ts；

S3、通过7段式加速度梯形算法公式，推算出各区间段速度v与实时时间t的函数关系式如下：

区间段1：

区间段2：v＝v1+a_max*(t-T1)；

区间段3：

区间段4：v＝v3；

区间段5：

区间段6：v＝v5-a_max*(t-T5)；

区间段7：

区间段8：v＝v7；

区间段9：

区间段10：v＝v9-a_max*(t-T9)；

区间段11：