[发明专利]一种基于无传感器伺服压力机全闭环控制系统及方法

摘要

本发明属于控制技术和塑性成形技术领域，具体涉及到一种基于无传感器伺服压力机全闭环控制系统及方法。本发明整机电控系统中设有工艺曲线插补算法、动力学分析和模型建立模块、非线性预测控制器和鲁棒控制器，伺服驱动器里采用了无位置传感器的速度观测器有龙伯格观测器。将成形工艺曲线与滑块实际位置之差作为动力学分析和模型建立模块的输入，输出的给定转矩作为鲁棒控制器的参数输入，非线性预测控制器取代鲁棒控制器中PI的作用，非线性预测控制器输出为鲁棒控制器的参数输入，鲁棒控制器的输出作为龙伯格观测器的输入，最终实现对滑块的精准位置控制，解决了传统伺服压力机的位置控制模式存在超调的问题。

主权项

1.一种基于无传感器伺服压力机全闭环控制系统，包括伺服压力机，伺服压力机具有整机电控系统，整机电控系统与人机交互平台通讯连接，整机电控系统控制伺服驱动器动作，伺服驱动器通过电缆连接伺服电机，伺服电机通过联轴器刚性连接减速机构，减速机构与连杆机构相连，连杆机构带动滑块上下运行，滑块两侧安装平衡缸，其特征在于：所述整机电控系统内包括工艺曲线插补算法、动力学分析和模型建立模块、非线性预测控制器和鲁棒控制器；所述伺服驱动器里具有龙伯格观测器；所述滑块位置附近安装滑块位置传感器，滑块位置传感器将滑块实际位置信息反馈给整体电控系统，其中：/n人机交互平台：输入工艺曲线关键点，将工艺曲线关键点传递给整机电控系统，并对关键状态信息进行显示；/n动力学分析和模型建立模块：建立伺服压力机的运动学和动力学模型，输入是成形工艺曲线与滑块实际位置之差，输出为动力学计算输出的给定转矩，并将给定转矩作为鲁棒控制器的参数输入；/n非线性预测控制器：取代鲁棒控制器中PI的作用，将给定的成形工艺曲线与滑块实际位置之差的绝对值作为价值函数的输入参数，实现其最优二次型的求解最佳解；非线性预测控制器输出为鲁棒控制器的参数输入；/n鲁棒控制器：输入为成形工艺曲线与滑块实际位置之差、动力学分析和模型建立模块输出的给定转矩、 滑块运动过程中连杆曲柄产生的间隙和压力机的机体变形造成的干扰，完成带有干扰的平滑输出，输出为电机转矩；/n龙伯格观测器：输入为鲁棒控制器输出的电机转矩，根据伺服电机的状态方程、控制原理，配置其极点达到可观的控制效果，并能根据设定不同的极点，控制转速估算的动态性能，实现对滑块位置的精准控制。/n