随着锻压产品精度要求的提高,对模锻液压机活动横梁的停位精度(即位移跟踪精度)与偏转控制精度也提出了更高的要求。目前高精度模锻液压机一般都配备了位置与偏转跟踪与纠正装置。本文以6.5MN模锻液压机为研究对象进行数值仿真研究。本文主要研究了活动横梁的位置控制和偏转控制两个问题,考察了两者之间的相互影响,确定了对这两个问题采用不同的控制模块参数的措施。研究工作归结为研究一个多维、大惯量地刚度、高摩擦、高度非线性,伴随有未知载荷的位移转动控制问题。以6.5MN模锻液压机为原型,利用相似原理对650MN巨型模锻压机进行研究,在参考现有技术和文献,消化吸收国内外对调平问题研究经验,利用机械、液压、测控等知识,初步建立模锻压机模型。对纠偏问题进行系统性建模和分析,不再拘泥于单个部件的特性分析,通过将部件部分理想化得到模锻压机系统数学模型、仿真模型,研究成果主要有以下几点:(1)通过现有技术资料和文献获得6.5MN模锻液压机整体结构参数,包括各液压缸位置及其布置方式。在原有6.5MN液压同步控制系统的基础上,对系统的检测元件和液压执行元件进行了重新选型,重新设计了纠偏系统液压原理图。利用解析法对同步控制系统所涉及的关键元件及系统整体进行数学建模,通过仿真软件MATLAB/Simulink模拟分析系统关键元件和同步平衡系统在简单工况下动态特性,以期实现在满足系统稳定性前提下的精度优化。(2)为简化控制模型,降低工作难度,首先考虑未加入动梁这一大惯性环节的多缸同步控制问题,动梁简化为负载干扰,提出来两种多缸耦合情况连接方式,即对角线、主从结构。其次,在上述工作基础上,建立并加入活动横梁环节,建立了整个系统的仿真模型,进行了活动横梁位移和偏转的过程仿真和模拟。(3)将动梁纠偏控制分为两个主要内容:位置控制和纠偏控制,在给出了系统及各部分仿真模型后,通过加入简单的PID控制策略来模拟仿真单边偏载工况,结果显示通过加入PID可以改善位移跟随误差和偏转角,但不能消除。大致确定了各个参数的变化趋势,预选了较为理想的参数。未加载控制器时,在设定偏载工况(负载位于X轴正半轴)下,工作缸位移最终达到39.89mm左右,位移跟踪误差始终保持在1.03×10-4m范围内,X轴转角接近零,Y轴转角稳定在-4.19×10-4 rad。加入位置控制器,PI参数选取比例系数P为1.2、积分系数I为10,位移跟踪误差稳定在10-6 m范围内。加入偏转控制器,PID参数选取比例系数P为10、积分系数I为100、为分析书D为0.1,偏转误差控制在10-5 rad以内。(4)采用载荷—位移曲线作为系统的载荷模型来近似模拟实际载荷工况,使仿真模型更接近工程实际。仿真过程中分别对两种不同载荷模式,即单一随行程变化的线性载荷和分段载荷进行研究,获得了不同载荷模式对调节过程和精度的影响。为进一步提高系统的控制精度,采用了易于获取的PID控制器作为系统控制的核心元件进行仿真研究,研究结果证明了对活动横梁位移和偏转采用相互独立的PID控制器,通过PID优选即可以明显地提高行程终段的控制精度。仿真过程各缸接近于工程实际。因此研究结果更具有应用价值。最后从软件和硬件方面如何实现控制进行简单描述。